超灵敏ROS响应型超小近红外余辉纳米探针用于类风湿性关节炎早期无创诊断

针对类风湿性关节炎（RA）早期诊断缺乏精准手段的难题，研究人员开发了基于谷胱甘肽（GSH）修饰的Cr3+掺杂ZnGa2O4超小近红外余辉纳米颗粒（ZnGa2O4:Cr3+-GSH）。该探针通过ROS响应性交联实现1.9倍信噪比提升，在小鼠模型中成功检测早期RA病变，且19.85分钟快速代谢，展现出优异的生物安全性和临床转化潜力。

　　

类风湿性关节炎（RA）是一种以关节慢性炎症为特征的自身免疫性疾病，早期诊断对阻止不可逆关节损伤至关重要。然而，现有影像学技术如CT和MRI难以捕捉早期分子变化，而传统光学探针又受组织自发荧光干扰。活性氧（ROS）作为RA早期标志物，为突破这一瓶颈提供了新思路。

中山大学等机构的研究团队在《Colloids and Surfaces B: Biointerfaces》发表研究，开发了一种超小尺寸（6.12±1.00 nm）的Cr³⁺掺杂ZnGa₂O₄近红外余辉纳米探针（NIR-PLNPs），通过谷胱甘肽（GSH）修饰赋予其ROS响应性交联能力。该探针在停止激发后仍能持续发光数小时，有效规避自发荧光干扰，实现深层组织成像。

关键技术包括：1）溶剂热法合成超小NIR-PLNPs；2）GSH表面修饰构建ROS响应位点；3）胶原诱导关节炎（CIA）小鼠模型验证；4）药代动力学分析探针代谢途径。

研究结果
合成与表征：透射电镜显示ZnGa₂O₄:Cr³⁺-OA纳米颗粒呈单分散球形，X射线衍射证实其尖晶石结构。GSH修饰后探针在ROS环境中通过二硫键交联，粒径从6 nm增大至200 nm。

ROS响应性能：在H₂O₂刺激下，探针NIR余辉强度提升2.1倍，归因于交联导致的能量转移效率提高。

体内成像：在CIA小鼠关节中，探针通过ELVIS机制（血管渗漏-炎症细胞介导滞留）富集，信噪比达健康组的1.9倍，显著早于微CT检测到的骨侵蚀。

生物安全性：超小尺寸赋予其快速代谢特性，19.85分钟血浆半衰期，96小时内3.45%和20.43%分别通过尿液和粪便排泄。

结论与意义
该研究首创将ROS响应性交联策略与NIR余辉成像结合，突破传统探针的组织穿透深度和信噪比限制。ZnGa₂O₄:Cr³⁺-GSH不仅能早于现有临床手段发现RA病变，其快速代谢特性更符合临床安全性要求。这项工作为RA的"治疗时间窗"精准识别提供新工具，也为其他炎症性疾病的分子影像学探针设计提供范式。