Photodynamic therapy (PDT) has become an attractive tumor treatment modality because of its noninvasive feature and low side effects. However, extreme hypoxia inside solid tumors severely impedes PDT therapeutic outcome. To overcome this obstacle, various strategies have been developed recently. Among them, in situ oxygen generation, which relies on the decomposition of tumor endogenous H₂O₂, and oxygen delivery tactic using high oxygen loading capacity of hemoglobin or perfluorocarbons, have been widely studied. The in situ oxygen generation strategy has high specificity to tumors, but its oxygen-generating efficiency is limited by the intrinsically low tumor H₂O₂ level. In contrast, the oxygen delivery approach holds advantage of high oxygen loading efficiency, nevertheless lacks tumor specificity. In this work, we prepared a nanoemulsion system containing H₂O₂-responsive catalase, highly efficient oxygen carrier perfluoropolyether (PFPE), and a near-infrared (NIR) light activatable photosensitizer IR780, to combine the high tumor specificity of the in situ oxygen generation strategy and the high efficiency of the oxygen delivery strategy. This concisely prepared nanoplatform exhibited enhanced and H₂O₂-controllable production of singlet oxygen under light excitation, satisfactory cytocompatibility, and ability to kill cancer cells under NIR light excitation. This highlights the potential of this novel nanoplatform for highly efficient and selective NIR light mediated PDT against hypoxic tumors. This research provides new insight into the design of intelligent nanoplatform for relieving tumor hypoxia and enhancing the oxygen-dependent PDT effects in hypoxic tumors.

异烟肼(Isoniazid, INH)是最常用的一线抗结核药物之一。 据报道, 人体内高浓度的异烟肼可导致癫痫, 肝功能衰竭, 甚至死亡。 因此, 研究异烟肼对人血清白蛋白(HSA)和过氧化氢酶(CAT)的结构和活性的潜在结合影响有利于评估其毒性和副作用。 在模拟生理条件下, 利用多种荧光光谱和分子对接技术研究INH与HSA和CAT之间的相互作用。 所有荧光数据均进行了内滤光校正以获得更准确的结合参数。 结果表明, INH-HSA和INH-CAT体系的猝灭常数(Ksv)随着温度的升高而降低, 表明INH对HSA及CAT的荧光猝灭机理为静态猝灭。 利用紫外-可见吸收光谱、 同步荧光光谱、 和圆二色(CD)光谱法研究了INH对HSA和CAT构象的影响。 结果发现, INH可改变色氨酸残基的微环境并降低HSA和CAT中α-螺旋结构, 导致蛋白质结构发生伸展, 进而可能影响其生理功能。 分子对接结果表明, INH与HSA的结合位点位于HSA的site Ⅰ, ⅡA子域。 INH可以进入CAT中β-折叠的桶状空腔, 从而抑制CAT的活性。 Hill系数结果表明, INH与左氧氟沙星(LVFX, 一种安全有效的二线抗结核药物, 与其他抗结核药物联合使用可以提高抗结核疗效)之间存在药物协同性, 促进INH与HSA的相互作用。 另外, CD光谱测定表明INH与LVFX的协同作用改变HSA的二级结构, 使α-螺旋结构降低约7.9%。 该研究探讨了INH与HSA和CAT之间的结合作用和毒性机制, 为INH的安全使用提供重要依据。

采用可见/近红外光谱对丙酯草醚胁迫下大麦叶片过氧化氢酶(catalase, CAT)与过氧化物酶(peroxidase, POD)含量预测进行研究。 对500～900 nm光谱采用移动平均法(moving average, MA)11点平滑方法进行预处理。 采用蒙特卡罗-偏最小二乘法(monte carlo-partial least squares, MCPLS)方法分别对于CAT与POD的含量预测剔除7个与8个异常样本。 基于全部光谱建立了CAT与POD含量预测的PLS, 最小二乘支持向量机(least-squares support vector machine, LS-SVM)与极限学习机(extreme learning machine, ELM)模型, ELM模型对CAT含量预测效果最好,建模集相关系数(correlation coefficient of calibration, Rc)为0.916, 预测集相关系数Rp为0.786; PLS模型对POD含量预测效果最佳, Rc为0.984, Rp为0.876。 采用连续投影算法(successive projections algorithm, SPA)算法分别为CAT与POD预测选择了8个与19个特征波长, 基于特征波长建立的PLS, LS-SVM与ELM模型中, ELM模型对CAT与POD含量预测效果均最佳, CAT含量预测的相关系数为Rc=0.928, Rp=0.790; POD含量预测的相关系数Rc=0.965, Rp=0.941。 基于全谱与基于特征波长的回归分析模型预测效果相当, 且对POD含量的预测效果优于对CAT含量的预测效果, 而这需要进一步研究以得到精度和稳定性更高的预测模型。 研究结果表明, 采用可见/近红外光谱结合化学计量学方法可以实现对除草剂胁迫下大麦叶片CAT与POD含量的预测。

研究了十二烷基硫酸钠(SDS)对高压静电场对酶作用的影响.结果表明:在强度为3×103V/cm的电场作用下,十二烷基硫酸钠使过氧化氢酶对高压静电场的作用变得更加敏感.低浓度的十二烷基硫酸钠中,过氧化氢酶在高压静电场的作用下活力升高;0.04mmol/L～0.12mmol/L的十二烷基硫酸钠中,酶活力在高压静电场作用下先升高后下降;高于0.40mmol/L,则酶活力单调下降.十二烷基硫酸钠对高压静电场中的过氧化氢酶具有一定的保护作用.

研究了KBr、磷酸缓冲液、NaCl 对高压静电场对过氧化氢酶作用的影响.结果表明:浓度在0.02mmol/L～0.05mm ol/L的低浓度的无机离子对高压静电场对过氧化氢酶的作用影响很小.浓度在0.1 mmol/L～0.40mmol/L的无机离子对高压静电压对过氧化氢酶的活力影响较大 ,过氧化氢酶在3×103V/cm的电场作用下活力只会升高.而对照出现先下降后上升的现象.浓度高于0.80mmol/L时,无机离子可以保护过氧化氢酶不受高压静电场的影响.无机离子的这种效应可能是无机离子在高?咕驳绯〉淖饔孟?产生反抗电场降低了高压静电场的强度所致.

研究了蔗糖脂肪酸酯对高压静电场与过氧化氢酶作用的影响,结果表明:在强度为3×103v/cm的电场作用下,蔗糖脂肪酸酯在3.2?mmol/L的高浓度以上,可以保护过氧化氢酶不受高压静电场的影响.这可能是蔗糖脂肪酸酯使得溶液介电常数增大,使得作用在过氧化氢酶分子上的电场强度减小所致;在1.4～1.6?mmol/L的浓度区间中,高压静电场使得过氧化氢酶的活力先增加后下降;在0.4～0.7?mmol/L时,高压静电场使得过氧化氢酶的活力单调下降;在0.008～0.28?mmol/L的浓度范围内,高压静电场使过氧化氢酶的活力先下降后上升,可能使酶达到了一种新稳定态.蔗糖脂肪酸酯使得高压静电场对过氧化氢酶的作用变快,2～4?min酶活力开始发生变化,而对照需要20?min以上.

通过活力测定,紫外差光谱、多维荧光光谱及差示扫描量热分析,研究了0.23～0.61T稳恒磁场对两种不同构象状态的离体牛肝过氧化氢酶的生物学效应.被选择用于研究的酶的构象状态分别为4?℃的钝化状态和25?℃的活化状态,二者具有明显不同的构象.4?℃时,酶分子处于钝化状态,经0.23～0.61T稳恒磁场处理不同的时间后,几乎不表现出任何磁生物学效应;25?℃时,酶分子处于活化状态,经磁场处理后,表现出明显的磁生物学效应:酶活力增加,同时构象发生变化.构象变化导致λ210～310?nm紫外差光谱的出现、荧光偏振度的增加、在λ330?nm荧光发射峰发射强度的改变及差示扫描量热曲线的产生.研究结果表明:不同的初始构象状态可能是产生不同磁效应的根本原因.

研究了甘露醇、丙三醇对高压静电场与过氧化氢酶作用的影响,结果表明:在强度为3×103 v/cm的电场作用下,甘露醇在低浓度区使得过氧化氢酶的活力下降,这可能是甘露醇降低了溶液极性,使酶在高压静电场作用下容易变形所致;在中浓度区,过氧化酶活力上升;在高浓度区,甘露醇使得高压静电场对过氧化氢酶失去作用,这可能是甘露醇使得溶液介电常数增加,酶分子实际感受的电场强度减小所致.丙三醇的作用具有一定类似性.