生物通报道：来自湖南大学生物学院的研究人员发表了题为“Highly sensitive sulphide mapping in live cells by kinetic spectral analysis of single Au-Ag core-shell nanoparticles”的文章，研发出了一种能在活细胞中，以高灵敏性检测内源性硫化氢的新方法，这将有助于硫化氢有关的疾病的诊断和治疗。相关成果公布在Nature Communications杂志上。

文章的通讯作者是湖南大学生物学院的何彦教授，何教授早年毕业于北京大学，2006年被评为湖南大学教授、博士生导师。2007年入选教育部新世纪优秀人才计划。长期从事光谱及成像分析方法与仪器开发、单分子检测技术、功能化纳米结构、生物纳米技术等研究。

硫化氢是一种气体小分子，如大量吸入可抑制人体神经系统，甚至会导致死亡。而内源性硫化氢则是由人体内一种特殊的酶（CSE）催化后自身产生的一种有益气体，适量的内源性硫化氢可有效预防心脏病，并有抗炎作用，对预防老年性痴呆也有一定的作用。

要检测这种气态的信号分子并不容易，目前活体生物样品中检测硫化氢还十分困难。为此在这篇文章中，研究人员提出了一种新型研究方法，能通过单粒子等离子光谱成像（single-particle plasmonic spectral imaging，生物通译），以Au-Ag核-壳纳米粒子作为探针，高灵敏性检测活细胞中的硫化氢。

这种技术基于纳米探针硫化银Ag₂S诱导光谱变化，这不仅对于硫化物具有高度选择性，而且也能根据0.01nM到10μM硫化物浓度梯度显示线性对数关系。由此研究人员建立了相关理论模型，成功地解释了实验观察，从中发现局部硫化物浓度，及其振荡变化都能通过那么探针光谱变化动力学检测，间接测定。

这项研究第一次实时绘制了活细胞中nM级硫化物含量的局部变化，这对于进一步研发活细胞超高灵敏硫化氢检测方法提供了重要信息。

近期关于内源性硫化氢，来自复旦大学的研究人员为了进一步探索心肌缺血等严重缺血性疾病的非手术治疗方法，创建了硫化氢促血管新生模型，通过筛选体内大量在硫化氢作用下发生变化的信号分子，终于找到了硫化氢的一个“受体”，即蛋白质VEGFR2。

进而发现，VEGFR2受体中有一个医学界至今未知的名叫“Cys1024-Cys1045二硫键”的新分子结构，而Cys1024-Cys1045二硫键正是一个控制VEGFR2受体的“保险开关”。也就是说，只有通过硫化氢才能打开这一开关，当该开关打开后，VEGFR2受体才能被激活，激活后的受体才能表现出天然的活性。由此研究人员还首次发现硫化氢也能激活胰岛素受体，即“逼迫”胰岛素产生增敏作用，从而可望提高糖尿病患者体内胰岛素的工作效率。（生物通：张迪）

原文摘要：

Highly sensitive sulphide mapping in live cells by kinetic spectral analysis of single Au-Ag core-shell nanoparticles

Hydrogen sulphide (H2S) is a gaseous signalling agent that has important regulatory roles in many biological systems but remains difficult to measure in living biological specimens. Here we introduce a new method for highly sensitive sulphide mapping in live cells via single-particle plasmonic spectral imaging that uses Au-Ag core-shell nanoparticles as probes. This strategy is based on Ag2S formation-induced spectral shifts of the nanoprobes, which is not only highly selective towards sulphide but also shows a linear logarithmic dependence on sulphide concentrations from 0.01 nM to 10 μM. A theoretical model was established that successfully explained the experimental observations, suggesting that the local sulphide concentration as well as its oscillations can be determined indirectly from kinetic measurements of the spectral shifts of the nanoprobes. We demonstrated for the first time the real-time mapping of local variations of sulphide levels in live cells with nM sensitivity.

作者简介：

何彦
教授，博士生导师 教育部新世纪优秀人才
Tel: 86-731-8823074
E-mail: yanhe2021@gmail.com
研究方向：单分子与单细胞成像技术及其在生物纳米研究和干细胞研究中的应用

1995年毕业于北京大学化学系，获理学学士学位，2001年毕业于美国The University of Iowa，获分析化学博士学位和计算机科学硕士学位。2002年至2005年在美国能源部下属Ames Lab从事博士后研究，在著名分析化学家杨士成教授实验室工作。2005 年加入湖南大学，协助首席科学家杨士成教授组建生物医学成像实验室。2006年被评为湖南大学教授、博士生导师。2007年入选教育部新世纪优秀人才计划。长期从事光谱及成像分析方法与仪器开发、单分子检测技术、功能化纳米结构、生物纳米技术等研究，在Analytical Chemistry和Journal of Physical Chemistry等杂志上发表了多篇论文。

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