一種高特異性的次氯酸鹽螢光素衍生物用於活細胞成像

2020-12-08 晴天不是雨天lw

本期小編分享一種新的螢光探針,其在水緩衝溶液中對次氯酸根陰離子的檢測具有較高的靈敏度和選擇性。該探針具有高的水溶性、pH穩定性和高的生物相容性。一種可能的檢測機制是HOCl將C=N鍵氧化成醛,從而產生明亮的發射。結果表明,該探針對次氯酸根離子的檢出限為7.3nM。此外,該探針還成功地用於活細胞中次氯酸鹽的監測。

用於檢測次氯酸鹽的螢光探針1合成路線

螢光素具有良好的水溶性,可見的激發和發射,在生理pH下螢光最強,甲醯化螢光素保留了螢光素的強烈螢光。通過甲醯化螢光素的醛基引入螢光素螢光團中,提供了各種檢測分析物的螢光傳感器。在本工作中,以甲醯化螢光素衍生物為基礎的探針1合成路線如圖所示。螢光素單醛是根據先前報導的方法在乙醇中,甲烯單醛與1-(吡啶-2-基)肼反應生成磚紅色粉末狀探針1。探針1的結構經氫譜,碳譜和質譜確證。

次氯酸鹽螢光探針1的選擇性實驗

首先,為了評估探針1是否能在ROS存在下選擇性地表現出對ClO-的光學響應,得到了不同ROS存在下化合物的發射光譜。如圖1所示,10 mM探針1溶液在PBS中(pH=7.4,10 mM,含1%乙腈)顯示出非螢光(494 nm激發)。在添加100 mM NaOCl後螢光增強。顏色溶液由粉紅色變為淡黃色。

次氯酸鹽螢光探針1的檢測限實驗

時間依賴螢光強度分析表明探針1與NaOCl的反應可在5s內完成,這對於實時檢測非常重要。為保證反應完成,在與NaOCl混合1min後收集滴定實驗數據,隨著NaOCl濃度的增加,螢光強度在521nm處逐漸明顯增強。這種螢光強度的增加是由二氧化氯的選擇性氧化引起的。在0~30mm濃度範圍內,探針1的螢光強度與NaOCl呈線性關係。因此,基於S/N確定檢測限為7.3nM。

螢光探針1檢測次氯酸鹽的機理

研究探針1與HOCl的反應機理,對ClO-與探針反應進行了ESI-MS分析。NaOCl濃度範圍從0到8當量。實驗結果表明,隨著NaOCl含量的增加濃度從0到4當量,探頭1的峰值下降,而螢光素單醛峰增加。當NaOCl濃度達到4當量時,出現新的峰值。隨著NaOCl的進一步增加濃度,螢光單醛峰消失,M/z484.07處的新峰增加。從最初的設計策略來看,ClO-可能與C=N或肼基反應。

螢光探針1用於活細胞中次氯酸鹽的檢測

相關焦點

  • 新型螢光蛋白可用於活細胞觀察
    來自德國卡爾斯魯厄理工學院等處的研究人員發現了一種新的,來自珊瑚蟲的螢光蛋白,這種螢光蛋白可以用於高解析度顯微鏡下觀察活細胞。這一研究成果公布在《自然—方法學》(Nature Methods)雜誌上。
  • 基於MOFs的「關-開」型螢光探針實現高靈敏度檢測次氯酸鹽
    日前,洛陽師範學院化學化工學院周戰與合作者一起,開發了一種新型鑭系-有機框架基於氧化脫氧反應誘導次氯酸鹽識別體系,在次氯酸根檢測方面取得突破。相關成果在線發表於《化學工程雜誌》。次氯酸鹽作為一種不穩定的弱酸,它廣泛用於生活和工業中的廢水處理,醫院洗衣和消毒,以及紙張和紡織工業的漂白。此外,它在細胞內氧化還原平衡中起重要作用。
  • 付紅兵/鄭樂民/徐珍珍AFM:細胞器特異性的紅光AIE分子用於對活細胞進行動態超解析度成像
    在納米尺度上對細胞中的溶酶體和線粒體的長期活動進行可視化成像對於進一步理解其功能而言至關重要,但這也極具挑戰性。由於現有的螢光探針存在如ACQ效應等局限性,其信噪比往往較差且不耐光漂白。北京大學鄭樂民教授、首都師範大學徐珍珍副教授和付紅兵教授報導了兩種高效的紅色發射的聚集誘導發光(AIE)探針,它們具有螢光「開關」的特性和特異性靶向溶酶體和線粒體的能力。
  • 技術乾貨 | 螢光成像與生物發光成像技術對比
    2信號強度高螢光成像的光子強度較生物發光更強,持續時間長,對CCD的靈敏度要求相對較低,無需必配低溫冷CCD,即可獲得清晰成像結果。3實驗成本低,成像過程簡單相比生物發光成像,成像前無需注射螢光素酶底物。有合適的激發光源照射,就可發出特定波長的發射光。只要螢光基團穩定,就可實現隨時激發、發光、檢測。
  • 活細胞螢光成像新技術問世
    相比於目前採用的螢光蛋白,新螢光分子可在活細胞中發射亮度高3倍的藍綠色光,大大提高了細胞成像技術的敏感性,從而可以幫助實現更高解析度的活體內生物過程成像。這一研究成果在線發布在3月20日的《自然—通訊》(Nature Communications)雜誌上。
  • 瑞士SpiroChrome新型活細胞螢光染劑
    在沒有轉染、沒有光毒性、沒有繁瑣的洗滌流程(手冊)和沒有非特異性背景染色的情況下,對活細胞中的生物結構進行成像?
  • 我國學者在活細胞超分辨成像領域取得突破性進展
    華中科技大學光電國家實驗室生物醫學光子學功能實驗室張玉慧教授研究團隊通過對細胞穿膜肽的研究,利用其運載能力將不能透膜的螢光染料及特異性識別基團攜帶進入活細胞,突破以往光激活螢光化學探針中螢光染料及識別基團本身需要透膜的限制,為活細胞超分辨成像化學探針的構建提供了一種新策略。
  • :一種特異性識別有機過氧化物的螢光探針的構建
    來自北京大學的研究人員巧妙地構建了一種特異性識別有機過氧化物的螢光探針,可以用於活細胞螢光觀察,解決了這一領域中一個備受關注的難題。這一研究成果公布在國際著名化學期刊《美國化學會志》(Journal of the American Chemical Society)上。
  • 合肥研究院實現活細胞及線蟲體內DNA和RNA的同步螢光成像
    合肥研究院實現活細胞及線蟲體內DNA和RNA的同步螢光成像 2019-04-03 合肥物質科學研究院 ,實現了對活細胞及線蟲體內DNA和RNA的同步螢光成像。
  • 一種可用於超高分辨顯微成像的新型螢光蛋白
    2015年3月3日訊 /生物谷BIOON/--最近中科院生物物理所的徐平勇課題組在著名期刊ACS NANO上發表了題為Development of a Reversibly Switchable Fluorescent Protein for Super-Resolution Optical Fluctuation Imaging (SOFI)的文章,報告了一種可用作高速活細胞超解析度顯微成像的新型反覆光激活綠色螢光蛋白
  • 活細胞螢光探針研究取得新進展
    近日,《美國化學會志》(JACS)發表北京大學化學學院陳鵬課題組在活細胞螢光探針研究方面取得的新進展 北京大學化學學院化學生物學系陳鵬課題組,巧妙地將一種特異的有機過氧化物識別蛋白(OhrR)與環化的黃色螢光蛋白(cpVenus)相對接,構建了一種特異性識別有機過氧化物的螢光探針,能夠有效地對有機過氧化自由基產生螢光響應,但不與過氧化氫、超氧陰離子、單線態氧、羥自由基等物質發生反應。
  • 基於邏輯與的螢光探針選擇性檢測活細胞溶酶體中的亞硫酸氫鹽
    在此,華東理工大學朱為宏、王成雲、郭志前課題組報導了一種基於邏輯與的螢光探針(NY-Lyso),它通過響應細胞內細胞器之間的pH差異、選擇性與亞硫酸氫鹽(HSO3-)反應來工作。這種方法使探針的螢光在中性或鹼性條件下保持沉默,在低pH和亞硫酸氫鹽的共刺激下激活。此外,它還被證實具有生物相容性,可用於監測活細胞溶酶體中的HSO3-。
  • ...組研製新型可逆光激活螢光蛋白實現長時間超高解析度活細胞成像
    北京大學生命科學學院、生物動態光學成像中心孫育傑課題組近日成功研製新型可逆光激活螢光蛋白GMars-Q,從而實現了基於並行RESOLFT原理的長時間活細胞超高解析度成像。該項工作近日在國際著名期刊ACS NANO以封面文章發表。
  • 超分辨螢光輔助衍射層析成像揭露細胞器相互作用全景
    其中,光學衍射層析成像模態首次實現了活細胞內線粒體、脂滴、核膜、染色體、內質網及溶酶體等多種亞細胞結構的同時高速三維成像。在雙模態系統對活細胞的觀察中,他們發現了一種新的亞細胞結構,命名為「黑色液泡小體」,並對其在細胞代謝過程中的作用進行了研究。這一雙模態成像方法在細胞生物學研究及生物醫學成像領域有著廣泛應用前景。
  • 北大研究團隊開發活細胞成像新技術
    該研究開發了一種全新的活細胞成像技術,利用炔基標記手段並巧妙地應用了受激拉曼顯微成像技術,成功實現了對活細胞的脂類、核酸、蛋白質和糖類等關鍵生物分子的特異性、低幹擾的三維成像,突破了成像標記基團的尺寸極限。
  • CCS Chemistry | CRISPR螢光探針用於細胞染色質高分辨成像
    常規的染色質成像方法,如螢光原位雜交技術(fluorescence in situ hybridization, 即FISH),需要對染色質DNA進行固定與變性處理,不能實現對活細胞的實時成像。因此,發展高時空分辨的染色質可視化工具引起了研究者的關注。
  • 活體動物螢光成像技術原理及應用
    ① 螢光蛋白標記:螢光蛋白適用於標記細胞、病毒、基因等,通常使用的是GFP、EGFP、RFP(DsRed)等; ② 螢光染料標記:螢光染料標記和體外標記方法相同,常用的有Cy3、Cy5、Cy5.5及Cy7,可以標記抗體、多肽、小分子藥物等; ③ 量子點標記:量子點(quantum dot)是一種能發射螢光的半導體納米微晶體,是由數百到數萬個原子組成的原子簇
  • 做了10 年的活細胞成像實驗,我總結出了這些經驗
    近年來,活細胞成像活躍於生物學的各個領域。在它的加持下,研究者們可以實時或者在一段時間內觀察細胞內部結構和細胞生理過程,從而加深對細胞運作過程的認識。但在各種實驗操作和成像條件下,想要成功做好活細胞成像實驗並不容易。
  • API高分辨活細胞成像系統
    利用活細胞成像工作站進行細胞和基因的功能研究,是生物醫學研究的最新趨勢。固定細胞觀察僅能提供固定瞬間細胞的靜態信息,無法反映細胞在正常生理生化條件下的狀態活細胞觀察,對處於正常生理狀況下的細胞進行全程掃描和記錄,獲得其連續、全面、動態過程。
  • 新型NanoLuc螢光素酶底物助力動物體內雙色生物發光成像
    新型NanoLuc螢光素酶底物助力動物體內雙色生物發光成像 作者:小柯機器人 發布時間:2020/7/16 16:00:48 2020年7月13日,史丹福大學Michael Z.