分享一篇近期发表在JACS上的文章，题为Bioconjugation of a Near-Infrared DNA-Stabilized Silver Nanocluster to Peptides and Human Insulin by Copper-Free Click Chemistry。文章的通讯作者是来自哥本哈根大学的Tom Vosch教授。

    DNA稳定的银纳米簇（DNA-stabilized silver nanoclusters，DNA-AgNCs）以其良好的生物相容性以及可调的光物理性质受到广泛关注。通常，银原子或银离子被包埋在一条或多条DNA链中，DNA寡聚体一方面作为控制结构的支架，同时也作为可编程的工具定制光物理性质。一些在近红外区域高亮度的银纳米簇具有应用于生物样本成像的潜力，但由于缺乏结构信息以及偶联策略，它们尚未获得广泛应用。

    在本文中，作者首次使用应变促进叠氮-炔烃的环化加成反应（SPAAC）将DNA稳定的银纳米簇连接到目标分子，并保持纳米簇本身的光谱特性不受影响。

图1. DNA-Ag16NC及人胰岛素偶联物的合成路线图

    如图1所示，作者选择了特征明确的纳米簇DNA-Ag16NC，它是一个具有大斯托克斯位移的近红外发射器，由两个10碱基DNA序列组成。同时其晶体结构表明，银纳米簇受到DNA模板的良好保护，稳定性良好。5'端由于与银原子存在相互作用不能用来偶联，因此3’端的伯胺修饰被用于连接炔基BCN。在完成炔基修饰后，按照之前的实验方案制备DNA-Ag16NC，如图2A所示，LCMS色谱图中为单峰（化合物4）。除此之外，另一台质谱仪分析的结果显示（图2B），z=5-以及z=4-的峰对应DNA-Ag16NC与两个BCN相连，也反映出DNA-Ag16NC的成功合成。另外，如图3所示，化合物4的光谱表征表明，BCN基团附着并未影响包括吸收/发射光谱在内的光物理性质。

图2. DNA-Ag16NC合成表征

图3. DNA-Ag16NC的光物理性质

    随后作者将化合物4与叠氮修饰的多肽或小分子量蛋白人胰岛素（Human Insulin, hI）进行生物偶联，结构如图1方框所示。LCMS表征结果表明反应成功，并且所获产物的吸收及发射光谱保持不变。

    接下来，作者使用人胰岛素偶联的DNA-Ag16NC对CHO细胞进行荧光成像，探索本文开发的生物偶联策略应用于生物成像的可行性。将过表达人胰岛素受体的CHO细胞固定，与hI-DNA-Ag16NC或DNA-Ag16NC分别孵育，进行共聚焦成像。

    由图4AB所示，hI-DNA-Ag16NC主要定位在细胞膜，而对照组几乎未检测到明显的发射光（CD）。而且对染色区域的发射光谱进行记录（图4E），以730 nm为中心的高斯样发射带表明荧光确实来自于hI-DNA-Ag16NC。

    除此之外，荧光寿命成像显微镜FLIM（图4FG）的实验结果表明，各像素点荧光衰减时间的高斯分布均值为2.93 ns，与hI-DNA-Ag16NC本身的3.10 ns接近，表明hI-DNA-Ag16NC几乎不受细胞环境的影响。

图4. 过表达人胰岛素受体CHO细胞的荧光成像

    综上，本文中作者使用近红外发射的DNA-Ag16NC，通过SPAAC的点击化学方法，制备了其与人胰岛素的偶联物。偶联物的形成并未干扰DNA-Ag16NC的形成及光物理性质，同时能够应用于生物成像。

作者：ZRC 审校：QJC

DOI: 10.1021/jacs.3c04768