具有創紀錄長近紅外開啟波長的分子化學發光探針合成成功

2020-12-14 科學網

具有創紀錄長近紅外開啟波長的分子化學發光探針合成成功

作者：

小柯機器人

發布時間：2020/10/31 22:01:56

新加坡南洋理工大學化學與生物醫學工程學院蒲侃義團隊經過不懈努力，合成了一種具有創紀錄長近紅外開啟波長的分子化學發光探針，可用於生物體內成像研究。 相關論文於10月29日發表在《德國應用化學》雜誌上。

研究團隊通過將二氰亞甲基-4H-苯並噻喃或二氰亞甲基-4H-苯並硒吡喃與二氧雜環丁烷單元結合，創造出兩種具有超長近紅外發射波長（> 750 nm）的化學發光探針。通過用可降解基團進一步保護，研究人員進一步創造出僅在活性氧或酶存在時產生信號的近紅外化學發光探針（NCP S），且該探針發光的組織最大穿透深度多達2 cm。

這其中，糖修飾的近紅外探針（NCP Sg）可以在β-半乳糖苷酶（一種腫瘤標記物）存在時激發波長為760 nm的化學發光，實現在活體小鼠中的不同腫瘤細胞中成像和區別不同表達水平的β-半乳糖苷酶。因此，這項研究提供了一種用於在活體的深層組織中對不同生物標記物成像的近紅外化學發光探針分子模板。

據介紹，化學發光成像因其內在的高靈敏度受到診斷成像的青睞。為了改善體內生物標誌物的檢測，急需開發同時具有近紅外發射波長和易構建可活化探針的模塊化設計的化學發光分子，但目前這樣的分子仍非常少。

附：英文原文

Title: Molecular Chemiluminescent Probes with a Record Long Near‐infrared Turn‐on Wavelength for In vivo Imaging

Author: Kanyi Pu, Jingsheng Huang, Yuyan Jiang, Jingchao Li, Jiaguo Huang

Issue&Volume:29 October 2020

Abstract: Chemiluminescence imaging is imperative for diagnostics and imaging due to its intrinsically high sensitivity. To improve in vivo detection of biomarkers, chemiluminophores that simultaneously possess near‐infrared (NIR) emission and modular structures amenable to construction of activatable probes are highly desired, which however are rare. We herein report two chemiluminophores with record long NIR emission (> 750 nm) via integration of dicyanomethylene‐4H‐benzothiopyran or dicyanomethylene‐4H‐benzoselenopyran with dioxetane unit. Caging of the chemiluminophores with different cleavable moieties leads to NIR chemiluminescence probes (NCP  S  ) that only activate signals upon reaction with reactive oxygen species or enzymes with the tissue‐penetration depth up to 2 cm. Particularly, NCP  Sg  can trigger its chemiluminescence at 760 nm for sensitive detection of β‐galactosidase (a cancer biomarker), allowing to image and differentiate the expression levels of β‐galactosidase in different cancer cells in living mouse. Thus, this study provides NIR chemiluminescence molecular scaffolds applicable for in vivo turn‐on imaging of versatile biomarkers in deep tissues.

DOI: 10.1002/anie.202013531

Source: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202013531

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