Dual-Channel/Localization Single-Molecule Fluorescence Probe for Monitoring ATP and HOCl in Early Diagnosis and Therapy of Rheumatoid Arthritis

化学 类风湿性关节炎 荧光 三磷酸腺苷 次氯酸 生物物理学 生物化学 内科学 量子力学 医学 生物 物理
作者
Wangbo Qu,Ruowei Tian,Bin Yang,Taiyu Guo,Zhou Wu,Yong Li,Zhirong Geng,Zhilin Wang
出处
期刊:Analytical Chemistry [American Chemical Society]
卷期号:96 (14): 5428-5436 被引量:4
标识
DOI:10.1021/acs.analchem.3c05342
摘要

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.
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