锌配位碳点组装体作为可激活荧光探针用于创伤伤口局部葡萄糖监测

糖尿病伤口的高糖微环境是阻碍愈合的关键因素。重庆医科大学团队开发了基于Zn2+配位近红外碳点（Zn-CDs）的"关-开"型荧光纳米探针，通过葡萄糖氧化产物葡萄糖酸竞争性螯合Zn2+触发荧光恢复，实现创面局部葡萄糖的实时可视化监测（检测限23.11 μM），为糖尿病伤口管理提供新型检测工具。

　　

糖尿病伤口难以愈合是困扰全球数亿患者的临床难题，其中持续的高糖微环境如同"甜蜜的毒药"，不仅加剧炎症反应和细菌感染，更会抑制组织再生。传统血糖监测手段只能反映全身血糖水平，而伤口局部的葡萄糖动态变化却如同"黑箱"，导致临床干预措施缺乏精准性。重庆医科大学的研究团队在《Talanta》发表的研究，犹如为这个"黑箱"安装了一扇观察窗——他们巧妙利用锌离子（Zn²⁺）与碳点（Carbon dots, CDs）的配位化学，开发出能实时"点亮"伤口葡萄糖的智能纳米探针。

研究采用溶剂热法合成近红外发射CDs，通过Zn²⁺诱导的聚集猝灭效应（ACQ）构建荧光"关闭"状态；当伤口葡萄糖被氧化酶转化为葡萄糖酸后，这个强力螯合剂会"夺走"Zn²⁺，使CDs解聚"重启"荧光。团队通过光谱表征、细胞实验和糖尿病小鼠伤口模型验证了探针性能，发现其检测限低至23.11 μM，且能区分葡萄糖与其他糖类分子。

【Development and characterization of Zn-CDs】
透射电镜显示Zn-CDs形成平均粒径85 nm的规则球形组装体，X射线光电子能谱证实Zn²⁺与CDs表面羧基配位。荧光光谱显示最佳Zn²⁺掺杂浓度为50 μM，此时荧光猝灭效率达92%。

【Glucose response mechanism】
加入葡萄糖氧化酶体系后，Zn-CDs在30分钟内荧光恢复率达80%，动态光散射证实组装体解聚。对照实验表明，葡萄糖酸可直接螯合Zn²⁺引发荧光恢复，而其他糖类（如果糖、蔗糖）几乎无响应。

【In vitro and in vivo evaluation】
在巨噬细胞模型中，Zn-CDs能清晰显示高糖（25 mM）与正常糖（5.5 mM）培养条件下的荧光差异。糖尿病小鼠伤口实验显示，创面荧光强度与葡萄糖试纸条检测结果呈正相关（R²=0.93），且能区分感染与非感染区域。

这项研究开创性地将金属离子配位化学与碳点光学特性相结合，解决了创面局部葡萄糖监测的技术瓶颈。Xu Yang和Xinmei Duan作为共同第一作者构建的Zn-CDs系统，不仅为糖尿病伤口病理研究提供可视化工具，其模块化设计思路更为开发其他代谢物检测探针指明方向。特别值得注意的是，近红外发射特性使探针具备深层组织成像潜力，而全无机成分则避免了有机荧光染料的生物毒性风险。未来通过整合便携式检测设备，这项技术有望发展成为床边创面评估的"葡萄糖显微镜"。