近年来,硫醇配体保护的水相金属纳米团簇(MNCs)作为一种新型的纳米材料在生物医学领域得到了广泛关注。MNCs通常由几个,几十个至几百个内部金属原子(金、银、铜、铂等)及表面配体组成。除了具有超小的尺寸(小于3此网站纳米)、超高的比表面积和丰富的表面化学,MNCs还表现出独特的类分子性质,如离散的电子能级、最高已占据分子轨道(HOMO)-最低未占据分子轨道(LUMO)跃迁、可调节的光学吸收、强光致发光等。这些独特的性质使得MNCs在生物成像和药物靶向治疗方面具有很好的应用前景。大脑作为人类行为活动的主要支配者,在人类生命活动中起着重大的作用,若大脑内部出现疾病会严重影响着人类的正常生命活动。为了进一步提高对大脑的突现特性和功能的理解,需要直接可视化大脑结构。了解大脑及其对损伤和疾病的易感性,需要详细了解一个复杂动态系统的结构、功能和发展,这个系统在许多长度和时间尺度上工作。大脑疾病的主要类别之一是神经退行性疾病(NDDs),其特征是进行性长期认知衰退、记忆和日常生活功能丧失。最为常见的两种神经退行性疾病分别为帕金森疾病(PD)和阿尔兹海默疾病(AD)。缺乏有效的药物和治疗策略预LY294002说明书防或延缓神经退行性疾病,因此迫切需要尽早和准确地诊断NDDs。目前,诊断NDDs主要存在的障碍是大脑中存在人体监管最严格的界面-血脑屏障(BBB),该屏障通常排斥大多数治疗方法,使得针对中枢神经系统的治疗仍然难以转化为改善的临床结果。MNCs作为一种尺寸小于3纳米的超小纳米材料,可以被设计具有不同的表面电荷,亦可被药物分子修饰,得以增强穿透和靶向能力。因此,MNCs有望成为诊断及治疗大脑疾病的关键药物。针对以上存在的问题,以MNCs为基体设计了以下三个课题:1)为实现大脑成像用于可视化大脑的目的,采用配体工程策略,在聚集诱导发光(AIE)特性的Au Ag纳米团簇表面偶联(4-羧基丁基)三苯基溴化铵(TPP),设计合成了一种新型发光Au Ag纳米团簇@TPP探针,用于靶向线粒体和脑成像。所设计的Au Ag NCs@TPP探针显示出以下优点,如超小尺寸(<3 nm),发光波长为610 nm,发光寿命长(7.193μs),具有两亲性表面化学性质,稳定性好,可用于靶向线粒体成像和活体小鼠脑成像。此外,Au Ag NCs@TPP探针具有低细胞毒性和良好的体内生物相容性,有助于生物医学应用。本章节为制备用于线粒体和脑成像的MNCs探针提供了一种“一石二鸟”的策略,这会激发更多关于超小MNCs设计和生物医学应用的相关研究。2)帕金森疾病的治疗一直是生物医学领域的一大难题。本章节中设计合成了槲皮素(Qe)修饰的单-(6-巯基-6-脱氧)-β-环糊精(SH-β-CDs)-保护的Cu NCs(CCQ NCs),其可有效消除ROS并调节小胶质细胞极化形态治疗PD。CCQ NCs具有多酶活性,可有效消除活性氧,促进小胶质细胞极化为抗炎M2样表型,缓解神经炎症。并且CCQ NCs可显著改善PD小鼠症状,治疗效果显著,酪氨酸羟化酶(TH)和电离钙结合适配蛋白1(IBA-1)恢复正常水平。本课题中MNCs通过酶活性和极化Immunochemicals小胶质细胞的方式治疗帕金森疾病,是一种新型治疗方式,且其治疗过程不会用到超声等外加手段辅助,团簇自身即可突破血脑屏障,为MNCs治疗帕金森疾病提供了新的借鉴。3)治疗阿尔兹海默疾病是一直是生物医学领域的难点。本章节通过研究CCQ NCs在体外和体内对Aβ42蛋白的抑制效果,并且在细胞水平上研究了其对人神经母瘤细胞(SH-SY5Y)的保护,证明CCQ NCs可以实现在体外和细胞层面上治疗阿尔兹海默疾病。以上证明CCQ NCs可以实现一种团簇治疗两种神经退行性疾病,为MNCs在神经退行性疾病治疗方面提供了思路。