金属离子对许多生物过程至关重要，因为它们具有许多作用，包括稳定生物分子、调节分子相互作用以及催化化学和生物反应。异常低或高水平的金属离子会导致疾病，例如贫血和生长迟缓。

以高时空分辨率检测体内金属离子对于了解金属离子在健康和疾病状态中的作用至关重要。尽管已经证明了使用光对金属离子传感器的时空控制，但在组织和体内缺乏穿透深度限制了它们的应用。

为了克服这一限制，伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校陆艺、King C. Li等人在此报告了使用高强度聚焦超声 (HIFU) 远程提供按需、时空分辨的热能，以在体外和体内激活目标区域的 DNAzyme 传感器。

Zn²⁺选择性DNA酶探针被保护链灭活，以阻止催化酶结构的形成，然后可通过HIFU诱导的局部温度升高激活催化酶结构。

通过这种设计，Zn²⁺特异性荧光共振能量转移（FRET）成像已在HeLa细胞和小鼠中通过新的DNAzyme HIFU探针得到证实。目前的方法可用于监测许多其他金属离子，以便使用已获得或可通过体外选择的金属特异性DNA酶进行体内成像和医学诊断。

参考文献：

Noninvasive and Spatiotemporal Control of DNAzyme-Based Imaging of Metal Ions In Vivo Using High-Intensity Focused Ultrasound. J. Am. Chem. Soc. 2022.

https://doi.org/10.1021/jacs.1c11543