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Dual-Channel/Localization Single-Molecule Fluorescence Probe for Monitoring ATP and HOCl in Early Diagnosis and Therapy of Rheumatoid Arthritis
Analytical Chemistry ( IF 6.7 ) Pub Date : 2024-03-29 , DOI: 10.1021/acs.analchem.3c05342 Wangbo Qu 1 , Ruowei Tian 1 , Bin Yang 1 , Taiyu Guo 1 , Zhou Wu 1 , Yong Li 1 , Zhirong Geng 2 , Zhilin Wang 1
Analytical Chemistry ( IF 6.7 ) Pub Date : 2024-03-29 , DOI: 10.1021/acs.analchem.3c05342 Wangbo Qu 1 , Ruowei Tian 1 , Bin Yang 1 , Taiyu Guo 1 , Zhou Wu 1 , Yong Li 1 , Zhirong Geng 2 , Zhilin Wang 1
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Rheumatoid arthritis (RA), a common chronic inflammatory illness, is still incurable, reducing the sufferers’ quality of life significantly. Adenosine 5′-triphosphate (ATP) and hypochlorous acid (HOCl) are key indicators in RA, but their precise mechanisms in RA pathophysiology are unknown. As a result, in order to detect ATP and HOCl simultaneously, we created two new dual-channel/localization single-molecule fluorescence probes, RhTNMB and RhFNMB. Furthermore, RhFNMB outperformed RhTNMB in terms of detection performance. ATP and HOCl produce independent fluorescence responses in the light red channel (λex = 520 nm, λem = 586 nm) and deep red channel (λex = 620 nm, λem = 688 nm), respectively, without spectral crosstalk. It should be noted that the probe RhFNMB successfully imaged ATP in mitochondria and HOCl in cells. Surprisingly, the probe RhFNMB demonstrated remarkable detection ability in the diagnosis and treatment of Pseudomonas aeruginosa-induced abdominal inflammation in mice. We continued to apply the probe RhFNMB to track ATP and HOCl in RA and discovered that ATP and HOCl concentrations were considerably greater in RA joints than in normal joints. We also confirmed the therapeutic effect of methotrexate on RA. This study is the first to achieve dual-channel imaging of ATP and HOCl, which is of great value for the early diagnosis and therapy of RA.
中文翻译：
双通道/定位单分子荧光探针在类风湿关节炎早期诊断和治疗中监测 ATP 和 HOCl
类风湿性关节炎（RA）是一种常见的慢性炎症性疾病，目前仍无法治愈，显着降低了患者的生活质量。 5'-三磷酸腺苷 (ATP) 和次氯酸 (HOCl) 是 RA 的关键指标，但它们在 RA 病理生理学中的确切机制尚不清楚。因此，为了同时检测ATP和HOCl，我们创建了两种新的双通道/定位单分子荧光探针RhTNMB和RhFNMB 。此外， RhFNMB在检测性能方面优于RhTNMB 。 ATP 和 HOCl 分别在浅红色通道（λ ex = 520 nm，λ em = 586 nm）和深红色通道（λ ex = 620 nm，λ em = 688 nm）中产生独立的荧光响应，没有光谱串扰。值得注意的是，探针RhFNMB成功地对线粒体中的ATP和细胞中的HOCl进行了成像。令人惊讶的是， RhFNMB探针在诊断和治疗铜绿假单胞菌引起的小鼠腹部炎症方面表现出了卓越的检测能力。我们继续应用探针RhFNMB追踪 RA 中的 ATP 和 HOCl，发现 RA 关节中的 ATP 和 HOCl 浓度明显高于正常关节。我们还证实了甲氨蝶呤对RA的治疗作用。该研究首次实现了ATP和HOCl的双通道成像，对于RA的早期诊断和治疗具有重要价值。
更新日期：2024-03-29
中文翻译：
双通道/定位单分子荧光探针在类风湿关节炎早期诊断和治疗中监测 ATP 和 HOCl
类风湿性关节炎（RA）是一种常见的慢性炎症性疾病，目前仍无法治愈，显着降低了患者的生活质量。 5'-三磷酸腺苷 (ATP) 和次氯酸 (HOCl) 是 RA 的关键指标，但它们在 RA 病理生理学中的确切机制尚不清楚。因此，为了同时检测ATP和HOCl，我们创建了两种新的双通道/定位单分子荧光探针RhTNMB和RhFNMB 。此外， RhFNMB在检测性能方面优于RhTNMB 。 ATP 和 HOCl 分别在浅红色通道（λ ex = 520 nm，λ em = 586 nm）和深红色通道（λ ex = 620 nm，λ em = 688 nm）中产生独立的荧光响应，没有光谱串扰。值得注意的是，探针RhFNMB成功地对线粒体中的ATP和细胞中的HOCl进行了成像。令人惊讶的是， RhFNMB探针在诊断和治疗铜绿假单胞菌引起的小鼠腹部炎症方面表现出了卓越的检测能力。我们继续应用探针RhFNMB追踪 RA 中的 ATP 和 HOCl，发现 RA 关节中的 ATP 和 HOCl 浓度明显高于正常关节。我们还证实了甲氨蝶呤对RA的治疗作用。该研究首次实现了ATP和HOCl的双通道成像，对于RA的早期诊断和治疗具有重要价值。
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