Superoxide anion radical (O2•–) is undoubtedly the most important primary reactive oxygen species (ROS) found in cells, whose formation and fate are intertwined with diverse physiological and pathological processes. Here we report a highly sensitive and selective O2•– detecting strategy involving O2•– cleavage of an aryl trifluoromethanesulfonate group to yield a free phenol. We have synthesized three new O2•– fluorescent probes (HKSOX-1, HKSOX-1r for cellular retention, and HKSOX-1m for mitochondria-targeting) which exhibit excellent selectivity and sensitivity toward O2•– over a broad range of pH, strong oxidants, and abundant reductants found in cells. In confocal imaging, flow cytometry, and 96-well microplate assay, HKSOX-1r has been robustly applied to detect O2•– in multiple cellular models, such as inflammation and mitochondrial stress. Additionally, our probes can be efficiently applied to visualize O2•– in intact live zebrafish embryos. These probes open up exciting opportunities for unmasking the roles of O2•– in health and disease.

Peroxynitrite (ONOO–), the product of a radical combination reaction of nitric oxide and superoxide, is a potent biological oxidant involved in a broad spectrum of physiological and pathological processes. Herein we report the development, characterization, and biological applications of a new fluorescent probe, HKGreen-4, for peroxynitrite detection and imaging. HKGreen-4 utilizes a peroxynitrite-triggered oxidative N-dearylation reaction to achieve an exceptionally sensitive and selective fluorescence turn-on response toward peroxynitrite in chemical systems and biological samples. We have thoroughly evaluated the utility of HKGreen-4 for intracellular peroxynitrite imaging and, more importantly, demonstrated that HKGreen-4 can be efficiently employed to visualize endogenous peroxynitrite generated in Escherichia coli-challenged macrophages and in live tissues from a mouse model of atherosclerosis. This probe should serve as a powerful molecular imaging tool to explore peroxynitrite biology under a variety of physiological and pathological contexts.

ABSTRACT Sphygmopalpation at specific locations of human wrists has been used as a medical measurement technique in China since the Han Dynasty (202 BC - 220 AD); it is now generally accepted that traditional Chinese medicine (TCM) doctors are able to decipher 28 types of basic pulse patterns using their fingertips. This TCM technique of examining individual arterial pulses by palpation has undergone an upsurge recently in popularity as a low-cost and non-invasive diagnostic technique for monitoring patient health status. We have developed a pulse sensing platform for studying and digitalizing arterial pulse patterns via a TCM approach. This platform consists of a robotic hand with three fingers for pulse measurement and an artificial neural network (ANN) together with pulse signal preprocessing for pulse pattern recognition. The platforms previously reported by other research groups or marketed commercially exhibit one or more of the following imperfections: a single channel for data acquisition, low sensitivity and rigid sensors, lack of control of the applied pressure, and in many reported works, lack of an intelligent data analysis system. The platform presented here features up to three-dimensional (3D) tactile sensing channels for recording data and uses highly sensitive capacitive MEMS (microelectromechanical systems) flexible sensing arrays, pressure-feedback-controlled robotic fingers, and machine learning algorithms. We also proposed a methodology of obtaining “X-ray” image of pulse information constructed based on the sensing data from 3 locations and 3 applied pressures (i.e., mimicking TCM doctors), which contains all arterial pulse information in both spatial and temporal spans, and which could be used as an input to a deep learning algorithm. By applying our developed platform and algorithms, 3 types of consistent pulse patterns, i.e., “Hua” , “Xi” , and “Chen” , as described by TCM doctors”, could be identified in a selected group of 3 subjects who were diagnosed by TCM practitioners. We have shown the classification rates is 98.7% in training process and 84.2% in testing result for these 3 basic pulse patterns. The high classification rate of the developed platform could lead to further development of a high-level artificial intelligence system incorporating knowledge from TCM – the robotics finger system could become a standard clinical equipment for digitalizing and visualizing human arterial pulses

Abstract Background Angong Niuhuang Wan (AGNHW, 安宫牛黄丸), is a classical medicinal formula in Traditional Chinese Medicine (TCM) that has been appreciated for its neuroprotective properties in ischemic cerebral injuries, yet its intricate mechanisms remain only partially elucidated. Aims This study leverages advanced Mass cytometry (CyTOF) to analyze AGNHW's multifaceted immunomodulation effects in‐depth, emphasizing previously underexplored areas. Results AGNHW mitigated monocyte‐derived macrophages (MoDM) infiltration in the brain, distinguishing its effects on those from microglia. While the vehicle group exhibited elevated inflammatory markers like CD4, CD8a, and CD44 in ischemic brains, the AGNHW‐treated group attenuated their expressions, indicating AGNHW's potential to temper the post‐ischemic inflammatory response. Systemically, AGNHW modulated fundamental immune cell dynamics, notably augmenting CD8 + T cells, B cells, monocytes, and neutrophil counts in the peripheral blood under post‐stroke conditions. Intracellularly, AGNHW exhibited its targeted modulation of the signaling pathways, revealing a remarked inhibition of key markers like IκBα, indicating potential suppression of inflammatory responses in ischemic brain injuries. Conclusion This study offers a comprehensive portrait of AGNHW's immunomodulation effects on ischemic stroke, illuminating its dual sites of action—both cerebral and systemic—and its nuanced modulation of cellular and molecular dynamics.