次氯酸(HClO) 是一种活性氧,细胞内高浓度的次氯酸可能会导致心血管系统和神经系统的慢性疾病,因而检测细胞内低浓度的次氯酸对研究细胞活性、致病机理和药理研究等极其重要。荧光探针常用于探测生物体内的微量化合物, 是检测细胞内次氯酸以及成像分析的良好方法。然而传统荧光探针的激发波长较短,组织穿透性和生物兼容性较弱,而且大多不能用于定量分析,应用受限较大。
近日,新泽西理工学院与广州医科大学合作设计了一种远红外比例计量型次氯酸荧光探针,实现了在HeLa细胞内对次氯酸的高分辨荧光成像。该比例计量型荧光探针利用了传感和自校准相结合的双荧光信号,可以提供精确度更高的传感信息,为相关领域的研究提供了新的思路。相关研究论文 “A BODIPY-based far-red fluorescent probe for hypochlorous acid imaging” 在线发表于ChemPhotoChem (DOI: 10.1002/cptc.202100250)。
图1. 比率型次氯酸荧光探针的细胞成像实验。A无次氯酸,B有次氯酸,红色黄色荧光分别为645,670nm下记录的细胞图像, C为比率视图。 针对荧光探针激发波长短以及不能定量实验的问题,课题组博士生万肇雄通过将苯硫醚与BODIPY分子缩合,制备了可红光激发的次氯酸荧光探针。该探针利用肟基团被氧化后荧光发射强度提高的性质,实现对次氯酸的实时荧光检测。该荧光探针被次氯酸氧化后,其在645 nm的荧光发射显著升高,而在670 nm处的荧光强度则基本保持不变。分析比对两个波长下的荧光强度比率变化,即可得到次氯酸钠的浓度变化。在交叉实验及干扰实验条件下,该荧光探针均能体现出优异的检测选择性和较高的检测灵敏度。而且,在细胞荧光成像实验中可以观测到两个波长下的荧光强度比率随次氯酸浓度增加而产生的明显改变,从而成功实现了细胞内次氯酸的荧光检测。 论文信息: A BODIPY-Based Far-Red-Absorbing Fluorescent Probe for Hypochlorous Acid Imaging Zhaoxiong Wan, Shupei Yu, Qi Wang, John Tobia, Prof. Hao Chen, Prof. Zhanjun Li, Prof. Xuan Liu, Prof. Yuanwei Zhang ChemPhotoChem DOI: 10.1002/cptc.202100250