檢測生物活性物質的多功能螢光探針平臺的構建

2020-08-11 X一MOL資訊

本文來自微信公眾號：X-MOLNews

螢光探針在活性氧 (ROS)、活性氮 (RNS)、活性硫 (RSS)等生物活性物質檢測中的應用越來越受到重視。然而，大多數單分子螢光探針都是基於螢光基團的修飾位點引入識別基團或者靶向基團，存在可修飾位點少、芳香結構較大、π-π鍵的堆積導致螢光探針的水溶性較差的特點，這些特徵對於開發具有較好水溶性、靶向性、生物相容性的多功能螢光探針造成很大的挑戰。


南開大學尚魯慶副教授（點擊查看介紹）的研究團隊提出了一種簡單而創新的策略，即通過引入順式氨基脯氨酸作為載體支架，此載體支架有三個容易修飾的結構位點，在修飾位點上連接特定的功能基團：靶向基團、水溶性基團、帶識別結構的螢光基團。該設計策略具有可定製的優點，根據待檢測物的需要，通過簡單的改變識別基團，就可以用於檢測感興趣的生物活性物質。該團隊設計併合成了五種具有代表性的水溶性和細胞器靶向螢光探針PMB、PMN、PMD、PRB和PME，可以檢測活性氧物種 (ROS)、活性氮物種 (RNS)、活性硫物種 (RSS)、ROS/RSS以及大分子蛋白酶。


基於五個探針與其各自檢測的生物活性物質反應後的發射波長從藍色到紅色 (465、480、535、550、565和640 nm)，該團隊分別進行了細胞實驗和動物實驗。其中，可以檢測大分子蛋白酶的近紅外螢光探針PME，由於其具有較小的背景螢光和較深的組織穿透力，可以在裸鼠上對酯酶進行成像實驗。結果表明，探針PME在活體裸鼠上對酯酶具有良好的成像能力，進一步驗證了該螢光探針平臺使用的廣泛性。


該團隊首次建立了以順式氨基脯氨酸作為載體支架的可定製的多功能螢光探針平臺，合成的五個螢光探針均具有優良的光學性能、細胞器靶向性、良好的水溶性、生物相容性等優點，可以靈活地應用於RNS、RSS、ROS以及蛋白酶的細胞器成像。該策略可用於開發線粒體/溶酶體靶向的多功能螢光探針，能夠在細胞和裸鼠水平上對生物活性物質進行成像。可定製的螢光探針平臺可為設計具有不同傳感和成像功能的多功能螢光探針提供了巨大的潛力。


這一研究成果發表於ACS Sensors 上。文章的第一作者是南開大學藥學院的博士研究生喬丹，通訊作者是南開大學藥學院尚魯慶副教授。該研究工作得到國家重點研究發展計劃（2018YFA0507204），國家自然科學基金（21672115），天津自然科學基金重點項目（19JCZDJC33300）的資助。


Establishment of a Customizable Fluorescent Probe Platform for the Organelle-Targeted Bioactive Species Detection

Dan Qiao, Landie Li, Tangliang Shen, Jiejie Yang, Hao Chang, Xiao Liang, Lu Zhang, Qianqian Wang, Ning Liu, Wei Zhao, Luqing Shang*

ACS Sens., 2020, 5, 2247–2254, DOI: 10.1021/acssensors.0c00992


導師介紹

尚魯慶

https://www.x-mol.com/university/faculty/50153

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