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過氧化氫（H2O2）在調節(jié)多種生理過程包括細胞生長、免疫應答和衰老中發(fā)揮著重要作用。H2O2 產(chǎn)生的不平衡與多種疾病包括癌癥、糖尿病、炎癥、心血管和神經(jīng)變性疾病密切相關。因此，準確和靈敏地檢測 H2O2 不僅可以將其用于疾病診斷，而且有利于更好地理解疾病機制，具有顯著的臨床價值。然而，由于在生理環(huán)境中 H2O2 的濃度相對較低（低于 50 μM），臨床上基于 H2O2 的體內(nèi)成像仍然是一項具有挑戰(zhàn)性的任務。此前已有許多課題組對檢測 H2O2 的熒光探針和生物發(fā)光探針進行研究，但這些基于熒光或生物發(fā)光成像進行體內(nèi) H2O2 的檢測技術往往受到光的組織穿透深度（特別是可見光）的限制，無法實現(xiàn)深層組織中 H2O2 的準確檢測。因此，設計新型的納米探針以實現(xiàn)高特異性和靈敏度的深部組織與器官中 H2O2 的成像顯得十分重要。

光聲成像是一類通過檢測光吸收產(chǎn)生的聲效應成像方式，與傳統(tǒng)光學成像相比具有大幅度提高的成像組織穿透深度，深度可達數(shù)厘米。蘇州大學劉莊教授課題組設計了一個基于脂質體的納米探針，實現(xiàn)了 H2O2 高特異性和高靈敏度的體內(nèi)光聲成像檢測。他們將辣根過氧化物酶（HRP）及其底物 2,2'- 偶氮 - 雙（3- 乙基苯并噻唑啉 -6- 磺酸）（ABTS）同時裝載到脂質體中，獲得用于體內(nèi) H2O2 檢測的 Lipo@HRP&ABTS 納米探針。在 H2O2 的存在下，無色 ABTS 將被 HRP 催化氧化成在近紅外區(qū)（NIR）具有強吸收的氧化物形式，以利于 H2O2 的光聲成像檢測，靈敏度可以達到低于 1 μM 的濃度。利用 H2O2 探針 Lipo@HRP&ABTS，他們可以準確地檢測出由脂多糖或細菌感染誘導炎癥產(chǎn)生的過程。將該納米探針通過尾靜脈注射到小鼠體內(nèi)，利用與腫瘤細胞產(chǎn)生的 H2O2 之間的反應，可以實現(xiàn)皮下小腫瘤（小于 2 mm）以及原位腦膠質瘤的光聲成像。有趣的是，局部注射 Lipo@HRP&ABTS 后，基于 H2O2 含量上的差異可以進一步通過光聲成像區(qū)分轉移性淋巴結與非轉移性淋巴結，有望實現(xiàn)腫瘤手術中對淋巴結清掃的導航。此外，他們利用 Lipo@HRP&ABTS 對 H2O2 依賴的近紅外吸光度，還實現(xiàn)了腫瘤特異性光熱治療。這項工作開發(fā)的 H2O2 敏感的光學納米探針，有望在炎癥的光聲成像檢測及腫瘤的診療中發(fā)揮潛在的應用。

該論文已在線發(fā)表于 PNAS 上，論文*作者為劉莊教授課題組的陳倩博士，項目得到了自然科學基金委和科技部納米技術重大專項的支持。