SECM-AFM联用可视化研究磁性氧化铁纳米颗粒与Aβ的相互作用

阿尔茨海默病(AD)是一类在老年人中发病率很高的神经退行性疾病，β-淀粉样蛋白(Aβ)的聚集和纤维化是AD最显著的病理特征。研究Aβ的聚集对于深入理解Aβ的神经毒性具有十分重要的意义。磁性氧化铁纳米颗粒(MION)是一种应用广泛的靶向药物载体，其生物安全性受到人们的广泛关注。本项目拟利用自行制备的扫描电化学显微镜(SECM)-原子力显微镜(AFM)双功能探针，在商品化的AFM仪器上实现SECM和AFM的同时分析，并应用于MION与Aβ相互作用的研究。首先将Aβ通过共价偶联的方法固定在电极表面，加入不同表面修饰的MION，利用SECM检测Aβ聚集过程产生过氧化氢的电化学信号，同时利用AFM直接检测Aβ的形貌变化，最后利用荧光光谱法验证MION对Aβ聚集的促进或抑制作用。本项目的实施将大大拓展SECM-AFM联用技术的应用领域，为相关技术在药物筛选、纳米用药安全等领域的应用提供理论依据。

β淀粉样蛋白(Aβ)是阿尔茨海默病(AD) 一种典型的分子标志物。 研究Aβ的聚集对于深入理解其神经毒性在AD中所起的作用具有十分重要的意义。氧化铁磁性纳米颗粒(MION)是一种具有优良磁性能和生物相容性的纳米材料，被广泛应用于靶向药物载体。近年来，研究人员在AD患者的脑组织中发现MION的存在，其含量随着AD病情的发展而增多，并伴有大量Aβ纤维共存。为了进一步研究MION与 Aβ间的相互作用关系，项目组自行制备了性能优异的扫描电化学显微镜(SECM)-原子力显微镜(AFM)双功能探针。随后在商品化AFM和SECM仪器上分别实现了MION与Aβ相互作用的可视化研究，最终利用AFM的电化学敏感模块组件对MION与Aβ的相互作用进行了恒电位AFM成像研究。. 研究结果表明：① 由AFM表征可知，将MION与Aβ单体直接混合并孵育不同时间后，Aβ单体的纤维化程度远高于单独放置不同时间的Aβ单体。② 由AFM表征可知，在Aβ单体聚集并纤维化的不同时间加入MION作用一段时间并进行样品固定化及表面洗脱后，MION与Aβ单体、寡聚体以及纤维体均会发生不同程度的相互作用并形成MION-Aβ复合物。③由SECM表征可知，将纤维状Aβ与MION作用一段时间后所产生的活性氧数量远小于直接将MION与Aβ单体共同孵育并聚集成Aβ纤维后所产生的活性氧数量。④ 利用电化学敏感模块通过恒电位AFM成像模式对MION与Aβ的相互作用进行表征，所得结果与传统模式的AFM表征结论基本一致。最后利用ThT荧光光谱法验证了MION对Aβ聚集的促进作用。本项目的实施在一定程度上拓展了SECM以及AFM技术的应用领域，为相关技术在药物筛选、纳米用药安全等领域的应用提供理论依据。