荧光探针-多通路成像 I 多色发射成像并限制和调节Cys和GSH的生物合成

染料技术 化学技术
尹教授    2021-01-15    307
研究进展:生物合成是维持生命的必要过程。近年来的研究充分表明,三种生物硫醇(CysHcyGSH)主要在细胞内发挥氧化应激和维持细胞内稳态的作用,浓度异常会导致心血管疾病、癌症等的发生。因此,揭示CysGSH的生物合成途径及其浓度之间的内在关系尤为重要。利用探针作为工具实现上述目的,需要满足以下条件:1、探针可以区分CysGSH2、无论是Cys还是GSH探针的响应都应受到对方浓度的限制;3、在生理环境中,探针可以优先响应Cys,并逐步监测CysGSH浓度的变化;4、在ab的基础上,探针可以显示动态的多色变化。

解决方案:在本文中,作者将二乙胺基香豆素与α, β-不饱和吡喃二酮共轭连接,且在吡喃二酮中引入强吸电子的硼氟结构,开发了一种具有近红外发射的分子CDB(图1)。在乙腈和水的混合相中,CDB表现出自离解聚集行为,吸收光谱显示其吸收在594 nm372 nm处逐渐减小,在455 nm处出现了一个新的吸收峰,并逐渐增大。此外,CDB497 nm681 nm处荧光减弱,而在562 nm处荧光发射增强(图2)。将该探针用于三种生物硫醇的检测中,3当量的Cys可与CDB完全反应,594 nm处的吸收完全消失,395 nm处的吸收增强,且681 nm处的红色荧光增强,491 nm处的青色荧光增强;在探针系统中加入30当量的Hcy,其吸收光谱和荧光光谱与Cys的响应相似;200当量的GSHCDB反应不完全,在594 nm处的吸收仍然保留,在395 nm处的吸收也同样增强(图3)。将其用于细胞成像中,CDB可以监测CysGSH的逐步缺失。
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