【分析】基於甲醯胺去甲醯化的簡便、高效、通用型過氧亞硝酸根識別和生物成像策略

2021-02-23 X-MOL資訊

過氧亞硝酸根（ONOO-）是一種短壽命的活性氧，具有超強的氧化和硝化能力，與炎症、癌症、神經退行性疾病等重大疾病的發生發展密切相關。釐清ONOO-複雜的病理生理作用急需可靠、高效的選擇性識別和成像策略。然而，由於（1）缺乏高選擇性識別基團，（2）現有探針結構複雜、合成困難、產率低，（3）缺少通用型設計策略，ONOO-的識別與生物成像仍然具有挑戰性。

近日，山東師範大學唐波教授和王栩教授課題組基於甲醯胺去甲醯化反應，設計了一種簡便、高效、通用型的過氧亞硝酸根識別和生物成像策略。選用四種常見的含氨基螢光團（香豆素、氨基萘、萘醯亞胺和苯並吩噁嗪），與甲酸一步反應分別合成四種新型螢光探針，產率高達80%。四種探針均能高選擇、高靈敏、快速響應ONOO-，並能對活細胞內ONOO-進行原位螢光成像。此外，採用探針FA-Yellow，經雙光子螢光成像和流式細胞分析，作者觀察到細胞及小鼠體內ONOO-水平隨百草枯劑量和給藥時間的變化規律，證實百草枯處理能使細胞及小鼠主要臟器（心臟、肝臟、肺和腎臟）內ONOO-水平顯著升高。推測ONOO-可能是百草枯誘發器官損傷等毒性效應的重要因素。結果表明，ONOO-誘發的甲醯胺去甲醯化反應是一種簡便、高效、通用的ONOO-識別和生物成像策略，將會促進ONOO-相關病理生理學的研究進展。

相關工作近期發表在Analytical Chemistry上，文章的第一作者是青年教師解希雷和碩士生劉光照。

原文（掃描或長按二維碼，識別後直達原文頁面）：

A facile, versatile, and highly efficient strategy for peroxynitrite bioimaging enabled by formamide deformylation

Xilei Xie, Guangzhao Liu, Xingxing Su, Yong Li, Yawen Liu, Xiaoyun Jiao, Xu Wang*, Bo Tang*

Anal. Chem., 2019, 91, 6872−6879, DOI: 10.1021/acs.analchem.9b01175

導師介紹

唐波

https://www.x-mol.com/university/faculty/12175

王栩

https://www.x-mol.com/university/faculty/12177

該課題組前期發表的過氧亞硝酸根生物成像論文：

Two-photon fluorescent probe for revealing drug-induced hepatotoxicity via mapping fluctuation of peroxynitrite, Chem. Sci., 2017, 8, 4006–4011, DOI: 10.1039/C7SC00303J

本文版權屬於X-MOL（x-mol.com），未經許可謝絕轉載！歡迎讀者朋友們分享到朋友圈or微博！

長按下圖識別圖中二維碼，輕鬆關注我們！

點擊「閱讀原文」，查看 化學 • 材料 領域所有收錄期刊

相關焦點

  • CO2的「對角反應」，同時實現胺和醯胺的N-甲醯化
    甲醯胺被廣泛用作溶劑和藥物成分，例如，N,N-二甲基甲醯胺（DMF）是有機合成中常見的極性溶劑，其傳統合成方法需要使用有毒的一氧化碳（CO）和二甲胺。儘管使用H2作為還原劑來促進CO2和胺反應取得了一定程度的進展，但是高溫和貴金屬催化劑的使用限制了其進一步的應用。
  • 生物活性物質精準識別與靶向治療研究獲進展
    生物體內各種各樣的內源性活性物質（離子、酶和蛋白質等）在生命體內具有重要的生理功能。當發生病理性改變時，體內生理平衡被打破，活性物種的表達和生理分布隨即發生變化。因此，探索生物活性物質的異常產生、生理分布與生物功能，對相關疾病的診斷與治療十分重要。當前，利用螢光探針體系可視化監測各類活性物質已成為化學和生物學等交叉學科的熱點研究領域之一。
  • :專為ONOO-體內成像而定製的可激活雙光子近紅外螢光探針
    為此，湖北大學毛志強等人精心設計了一種可激活的雙光子近紅外螢光探針DHQ-RD-PN，用於腫瘤中過氧亞硝酸根的活體成像。 本文要點：1）此探針在體外對過氧亞硝酸根的響應增加了近紅外發射，從而確保該探針在細胞內和體內都能檢測到ONOO-。
  • 常見生物識別技術的優缺點詳細分析
    最近，德國一個研究團隊還研究出了一套依靠頭骨進行生物識別的技術，又一次刷新了人們對生物識別技術的認識。所有的生物識別技術均是如此強悍嗎？今天，小編將一一分析生活中常見的這些生物識別技術。　　人臉識別技術應用最為廣泛，使用最便捷　　人臉識別系統的研究始於20世紀60年代，80年代後隨著計算機技術和光學成像技術的發展得到提高，而真正進入初級的應用階段則在90年後期，並且以美國、德國和日本的技術實現為主。如今，人臉識別技術的應用已經不僅限在商務場所中，它已經以各種智能家居的形式逐步滲透到平常百姓家。
  • 《AFM》近紅外化學發光探針用於超氧陰離子和過氧亞硝酸鹽​成像
    化學發光成像分析靈敏度高。
  • 人民日報：天津大學「彩虹色套裝」可成就更廉價簡便的生物成像
    該專欄每周從ACS旗下所有67種期刊中選擇3-4篇最新發表的論文（cutting-edge chemistry research）並專題推送，論文的成果，在生物成像與檢測領域具有很好的應用前景。，經定向改造後，可廣泛應用於生命體系中不同尺度精細結構的精準動態成像。
  • 高德智感出席2020生物識別論壇，聚焦紅外熱成像創新應用
    10月30日，「新挑戰·新機遇——2020第四屆生物識別技術與應用論壇」在深圳正式舉辦，來自生物識別技術領域及上遊供應鏈相關企業，共同探討新冠疫情之下生物識別及結合紅外熱成像等相關技術的應用與未來發展。
  • 高德智感出席2020生物識別論壇,聚焦紅外熱成像創新應用
    10月30日，「新挑戰·新機遇——2020第四屆生物識別技術與應用論壇」在深圳正式舉辦，來自生物識別技術領域及上遊供應鏈相關企業，共同探討新冠疫情之下生物識別及結合紅外熱成像等相關技術的應用與未來發展。
  • 【分析】基於單分子光漂白技術定量分析螢光團聚體的團聚程度來實現腺苷的超靈敏檢測
    如何設計生物傳感策略，進一步挖掘細微信號變化對應目標物的量，是科研工作者提高檢測靈敏度努力的方向。近日，南開大學的肖樂輝教授與湖南農業大學的石星波副教授合作，在Analytical Chemistry 發表研究論文。
  • 高效身份認證的一大關鍵：生物識別技術
    智能製造網訊 生物識別技術，是利用人體固有的生理特徵，如指紋，臉象，虹膜等和人類的行為特徵來進行個人身份的識別。比傳統的帳號密碼更加安全、保密、方便，而且每個人的生理特徵不同，不易被偽造或盜用，是目前較為安全和方便的識別技術。
  • 高效身份認證的一大關鍵:生物識別技術
    智能製造網訊 生物識別技術，是利用人體固有的生理特徵，如指紋，臉象，虹膜等和人類的行為特徵來進行個人身份的識別。比傳統的帳號密碼更加安全、保密、方便，而且每個人的生理特徵不同，不易被偽造或盜用，是目前較為安全和方便的識別技術。
  • ...分子共組裝與生物功能分子響應解組裝策略開展多模態活體成像分析
    腹部超聲或計算機斷層掃描成像往往只能檢測到在肝炎後期已經產生顯著病理變化的異常肝組織，而且該方法缺乏特異性，無法實現急性肝炎的早期、準確診斷。生物標誌物特異性成像探針，能夠對疾病標誌物進行準確的成像分析，已成為疾病早期檢測的重要工具。
  • 過氧亞硝酸鹽藥物遞送和控制釋放研究獲進展
    本報訊華南師範大學生物光子學研究院胡祥龍團隊在過氧亞硝酸鹽的藥物遞送和控制釋放研究中取得一項新成果。日前，相關論文發表在《德國應用化學》上。研究小組報導了載有一氧化氮（NO）供體的無光敏劑聚合物納米膠囊，即NO—NCPs，由可吸收近紅外光的兩親性聚合物和一氧化氮供體DETA NONOate組成。該納米膠囊可在癌細胞的酸性溶酶體中裂解並實現一氧化氮的可控釋放。更重要的是，在脈衝雷射照射下，光聲空泡化會激發水以產生大量的活性氧，例如超氧自由基，然後與原位釋放的一氧化氮自發反應生成高細胞毒性的過氧亞硝酸鹽。
  • 人臉識別測溫儀_讓體溫檢測更高效
    隨著復工返崗日期的來臨，火車站、機場等人流密集場所也積極引入人臉識別測溫儀，爭取高效的完成乘客測溫工作，為乘客出行安全提供保障。一、人臉識別測溫儀的優勢有哪些？1、熱成像實時溫度測量，高溫報警，並上傳管理平臺2、基於深度學習的人臉識別算法，極大提高了人臉抓拍率3、採用一體化的設計，確保了設備的安全、可靠性，更為身份驗證和溫度測量準確率提供保障4、非接觸式識別，支持戴口罩識別，無需特意配合體驗感強支持測溫、測溫+人臉識別、測溫+門禁、門禁等多種工作方式，滿足多樣需求5、提供測溫記錄、通行記錄導出功能
  • 【分析】突破濃度限制的單分子FRET成像新方法
    然而傳統的基於全內反射螢光顯微鏡（TIRF）的單分子螢光技術只能在溶液中濃度不超過50 nM螢光標記物種的條件下進行測量。該濃度限制遠低於許多生物大分子的生理濃度和許多生化過程的結合常數，制約了單分子螢光技術的應用。
  • CCS Chemistry | 把藥裝進「葫蘆」裡:一種簡便高效的超分子多肽...
    為了解決這些問題，國家納米科學中心易宇副研究員、趙宇亮研究員與清華大學王華博士、張希教授合作，提出了一種簡便高效的超分子多肽治療策略用於腫瘤治療（圖1）。該策略基於多肽N端的苯丙氨酸與CB[7]較強的主客體相互作用（結合常數~106 M-1），在溶液中將PEG與CB[7]的共聚物Poly-CB[7]同N端含苯丙氨酸的多肽簡單混合，即可獲得極高包封率（>97%）的超分子多肽納米藥物。
  • 南科大在近紅外二區成像材料設計及其生物醫學應用取得系列進展
    研究團隊通過理論計算驗證其設計理念和策略，得到了多種具有近紅外二區光學活性的高性能光聲及螢光成像材料，並將其成功應用於血管成像、腫瘤檢測等研究領域。通過理論計算深入分析BDT-TQE的簡化單元（s-BDT-TQE）後，研究人員發現該分子具有較高的重整能及較低的絕熱能，因而在激發態下可以產生更強的光致非輻射躍遷（PNRD）效應。因此，以BDT-TQE為核心的光聲造影劑顯示出了高效的光熱轉換效率及優良的光聲性能，並成功實現了對4T1皮下腫瘤和HepG2肝原位腫瘤生長的長期監測。
  • 頂刊動態 AM/JACS/Nano Lett.等生物材料前沿最新科研成果精選【第21期】
    隨著單模式成像技術提供的診斷信息不足，多模式成像技術引起了廣泛地關注。國家納米科學中心納米生物效應與安全性重點實驗室的趙宇亮研究員（通訊作者）等人通過層層組裝製備釓雜化等離子體金納米複合物Au@SiO2(Gd)@Dox@HA，集成了溫度控制、體內追蹤、藥物負載和腫瘤靶向性多種功能，並可以同時實現五種成像分析技術。
  • 陳興課題組開發基於點擊化學的膨脹顯微成像技術
    （Click-ExM），提供了一種通用、便捷的策略對各種生物分子進行超分辨螢光成像。超分辨螢光成像技術，使人們能夠看清在200nm以內的生物分子。不過這些技術通常依賴於昂貴的儀器和精密的算法，而且在組織樣品中的成像性能一般。膨脹顯微成像技術（Expansion microscopy，ExM）則從樣品製備入手，繞過了光學衍射極限，實現了讓超分辨螢光成像「飛入尋常百姓家」。整個流程中首先將丙烯酸鹽充滿整個生物樣品內部，並使其聚合形成凝膠。
  • 微小模式生物流式成像研究取得進展
    模式生物是生命科學研究中的理想研究材料，生命科學領域的發展依賴於模式動物資源的開發與利用，以斑馬魚、線蟲、渦蟲等為代表的微小模式動物，在基於生命體活體表徵的疾病模型藥物篩選中發揮著越來越重要的作用。然而，目前在利用微小型模式動物開展科學研究過程中主要以手工分揀篩選和利用傳統顯微鏡進行局部成像為主，不僅工作量大而且數據採集效率低下，無法實現大規模實時分析，無法有效發揮微小模式動物的自身優勢，更無法適應中大規模遺傳/藥物篩選需求。因此，生命科學領域需要一套基於大顆粒成像的流式分析與分選系統，來進行高效率的微小模式生物的成像及分選。