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生物体内的催化反应过程往往伴随着多分子事件的发生。利用分子成像技术对体内分子事件的动态变化进行实时无创可视化追踪，能够实现对生物体内的催化反应进行监测，从而提高人们对生物学过程的理解。然而,目前还缺乏有效的成像方式和可靠的催化反应系统。近期，我国科学家开发了三维多光谱光声成像技术，实现了体内级联催化反应中多分子事件的实时监测。研究成果发表在《Nature Communications》期刊，标题为“In vivo three-dimensional multispectral photoacoustic imaging of dual enzyme-driven cyclic cascade reaction for tumor catalytic therapy”。

光声成像（PA）是一种结合了纯光学成像的高对比度特性和纯超声成像的高穿透深度特性的医学成像方法，但是氧合血红蛋白(OxyHb)和脱氧血红蛋白(DeoxyHb)等内源性分子的PA信号在许多生理和病理过程中几乎没有变化。因此，在催化治疗的病理过程中，如果外源性纳米酶打破了内源性分子的状态，则会发生内在信号变化，从而实时提供了纳米酶状态与分子事件发生的相关性。基于此，科研人员构建了一个双酶驱动的级联催化反应系统（PMNSG），该系统包含葡萄糖氧化酶（GOx）和二维钯钼纳米酶（PMNS），能够高效诱导OxyHb和DeoxyHb的PA信号变化。结合纳米酶的PA响应，能够同时绘制与催化过程相关的动态内源性分子和外源性分子的三维PA信号，从而实现了实时无创可视化监测。同时，由于PMNS具有良好的光热转换性能，还能为PA提供导航。此外，研究人员还在肿瘤小鼠模型中验证了PMNSG是一种高效、安全的纳米治疗剂，能够用于PA引导的催化治疗。

这项研究实现了生物体内级联催化反应中多分子事件的实时监测，并为肿瘤催化治疗提供了精确指导。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-29082-1

注：此研究成果摘自《Nature Communications》期刊，文章内容不代表本网站观点和立场，仅供参考。