第一作者：ong> Kangqiang Qiu, Aditya Yadav, Zhiqi Tian
通讯作者： Chayan K. Nandi，Jiajie Diao通讯单位： Indian Institute of Technology Mandi为了对溶酶体进行超长期的研究，本文采用生物相容性蛋白质牛血清白蛋白（BSA）修饰的贵金属金和银纳米簇（MNC），称为BSA−NCs，在结构照明显微镜（SIM）下对溶酶体进行成像。与商业溶酶体染料相比，BSA−NCs在pH波动方面表现出优异的抗干扰性，在超长时间跟踪溶酶体方面表现出高效的抗光漂白能力以及近红外荧光性能。在SIM下用BSA-NCs观察溶酶体变化，以及溶酶体和线粒体诱导有丝分裂之间的相互作用。BSA-Au-NCs具有类分子的性质和近红外荧光特性，被证明能够进入器官的内部细胞，并首次应用于跟踪亚细胞溶酶体动力学。研究结果不仅表明利用超分辨率技术对活细胞和类器官中的细胞器进行成像是一种很好的工具，而且还突出了将MNC用于超长期生物成像的新领域。
图1：BSA−NCs的合成与表征：（a）BSA−Au NCs的合成途径；（b）BSA−Au NCs的透射电镜图像和（c）BSA−Ag NCs，插图显示团簇的尺寸分布。（d）BSA−Au NCs和（g）BSA−Ag NCs的吸收波长和发射波长。不同pH值缓冲液中的（e）BSA−Au NCs（663 nm处）和（h）BSA−Ag NCs（622 nm处）的归一化荧光强度。（f）BSA−Au-NCs（663 nm处）和（i）BSA−Ag-NCs（622 nm）在多种离子和生物活性中性的氨基酸的水中的荧光强度。F0是去离子水中的发射强度。
图2：BSA−NCs的生物相容性和细胞定位。（a）不同浓度的BSA−Au NCs和（b）BSA−Ag-NCs与HeLa细胞作用24小时和的细胞活性。（c）用LTR和BSA−NCs染色的HeLa细胞的SIM图像。（d，e）经MTG和BSA−Au-NCs染色的正常（图（d））和FIP200 KO（图（e））淋巴管肉瘤细胞的SIM图像，用或不用CCCP（20μM）处理24小时。对于BSA−Au-NCs，浓度为3.0mg/mL；对于BSA−Ag-NCs，浓度为0.2 mg/mL。
图3:BSA−NCs的光稳定和pH波动的抗干扰性。（a） HeLa细胞经BSA染色在100%激光功率下（LTR为561 nm，BSA-NCs为640 nm）进行第一次和第六次的SIM图像。（b））100%激光功率BSA−NCs和LTR（LTR为561 nm，BSA-NCs为640 nm不同成像时间下的的归一化荧光强度。（c，d）用或不用（c）氯喹（100μM，30分钟）和（d）4%多聚甲醛（20分钟）处理用BSA−NCs或LTR染色的HeLa细胞的SIM图像。
图4：用BSA−NCs对溶酶体进行超长时间跟踪。（a）BSA−NCs或LTR染色HeLa细胞的不同时间的SIM图像。（b）BSA−Au NCs染色HeLa细胞的在10%激光功率下进行15轮的SIM图像。（b）中图像的归一化荧光强度（c）。（d）用BSA−Au NCs观察溶酶体动力学。
图5. 用BSA−AuNCs成像脑类器官溶酶体动力学。（a）SIM的大脑类器官多层光切示意图。（b）在不同深度用LTR染色的类器官图像。（c）不同深度的BSA- AuNCs染色的类器官图像。（d）不同深度LTR的归一化荧光强度；（e）不同深度的BSA- AuNCs的归一化荧光强度。（f）BSA −Au NCs染色的脑类器官图像。（g）是图（f）中虚线框的放大图像。图（g）中虚线框中的放大图像（h）类器官中的溶酶体动态。BSA −Au NCs染色的脑类器官在CCCP处理（40μM，6 h）之前（i）和之后（j）的SIM图像。（k）CCCP治疗前后大脑类器官溶酶体数量的量化。Kangqiang Qiu, Aditya Yadav, Zhiqi Tian, Ziyuan Guo, Donglu Shi, Chayan K. Nandi, and Jiajie Diao. Ultralong-Term Super-Resolution Tracking of Lysosomes in Brain Organoids by Near-Infrared Noble Metal Nanoclusters. ACS Materials Letters. 2022. DOI: 10.1021/acsmaterialslett.2c00436
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