聂宗秀课题组利用质谱成像揭示纳米粒子对生物内源性代谢的影响

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纳米材料由于其特殊的物理化学特性，已被广泛应用到包括疾病诊断、癌症治疗、生物传感、能量储存等在内的诸多领域，但由此产生的潜在生物暴露影响和生物安全性的担忧和讨论始终存在。因此，研究纳米粒子在生物体内的分布及其对内源性代谢的影响至关重要。
　　在国家自然科学基金委和中国科学院的大力支持下，化学所活体分析化学院重点实验室聂宗秀研究员课题组长期致力于生物质谱成像新方法研究。 2015年，该课题组利用激光解吸电离的方法（LDI-MS），首次实现了碳纳米材料的免标记体内原位质谱成像（Nat. Nanotechnol. 2015, 10, 176）。2018年，他们继续将该方法扩展到纳米载药体系研究中，揭示了包括二硫化钼，金纳米颗粒，黑磷，和碳纳米管等在内的纳米载药体系在小鼠原位肿瘤的分布和药物释放行为（Science Advances, 2018, 4, eaat9039）。2021年，实现了大气碳质气溶胶颗粒物（PM2.5）在小鼠肺中的多组分成像研究（Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 23225）。

质谱成像揭示AIE纳米粒子在小鼠体内分布及其对内源性代谢影响

　　最近，该课题组和清华大学化学系危岩教授合作，结合MALDI质谱成像，实现了对聚集诱导荧光（AIE）纳米粒子及其引起内源性代谢变化的同时成像。在此基础上，他们评估了基于被动运输的纳米粒子在肿瘤内的递送效率，并从空间代谢的角度分析了纳米粒子在生物体内的行为和癌症治疗过程中的代谢影响。相关研究结果发表于ACS Nano（2023, DOI: 10.1021/acsnano.2c10058)。文章第一作者是博士生陈俊宇，通讯作者为熊彩侨副研究员和聂宗秀研究员。  
        文章来源：化学所
       聂宗秀，中国科学院化学研究所研究员，国家杰出青年基金获得者，中科院百人计划入选者。以大颗粒质谱构建及小分子质谱成像为主要研究方向，针对质谱在颗粒分析存在的关键科学与技术问题，在质谱仪器构建及应用等方面进行了系统探索研究。设计研制了多种颗粒离子化源及电荷探测器，构建了离子阱颗粒质谱装置平台，对微纳尺度颗粒进行了多参数表征；建立了基于指纹质谱的颗粒分析方法，获得了纳米颗粒的生物组织质谱成像，将质谱质量范围拓宽了8个数量级，从分子质谱的10e6 Da至颗粒的10e14Da；合成和发现了系列MALDI小分子新基质，获得了多种动物模型下的代谢小分子质谱成像。近年来在Nature Nanotech.、Angew. Chem.、Anal. Chem.等期刊发表论文90余篇。发表在Nature Nanotech.上的工作，由杂志社撰文在同期的“新闻视角”中进行了专栏评论，被Chem. Res. Toxicol.选为“研究亮点”，入选2016年Nature Nanotech.杂志10周年专刊。授权中国发明专利24项。