蛋白酶与许多疾病密切相关，其高灵敏度、高选择性荧光成像与检测对于人类健康研究具有重要的意义。然而，许多荧光团或荧光探针（如1,8-萘酰亚胺、尼罗蓝、半菁及其衍生物等）可与生物系统中普遍存在的白蛋白发生非特异性的相互作用，并导致显著的荧光增强现象，从而对蛋白酶的准确检测造成严重的假阳性干扰。实际上这是一个棘手和难以解决的问题。 近日，中国科学院化学研究所马会民研究员团队的尚积祯博士和史文研究员等，通过对白蛋白在荧光反应体系中可能存在的各种干扰进行理论分析，提出了一种有效的克服白蛋白干扰的策略，即，通过联用白蛋白不敏感的荧光团及其可变的π共轭体系（CCS）来消除白蛋白的影响，并通过设计恶嗪类的氨肽酶N（APN）荧光探针证明了这一策略。
在该研究中，作者遴选出白蛋白不敏感的荧光团恶嗪1 （oxazine 1），并通过可切断桥联键将APN的识别单元丙氨酸连接到恶嗪1的N原子上，制备了CCS型荧光探针（Ox-ala）。在这种CCS探针中，荧光团的共轭体系被打破，并锁定在非共轭和无荧光状态，因此，白蛋白的非特异性相互作用不会产生光信号变化。然而，在APN作用下，探针Ox-ala的丙氨酸单元可以通过水解特异性去除，从而恢复了荧光母体恶嗪1的大π共轭结构和强近红外荧光。由于产物恶嗪1本身的荧光对白蛋白不敏感，所以，探针Ox-ala在反应前后的荧光均不受白蛋白的影响，从而有效消除了白蛋白的假阳性干扰。 作者利用该探针对不同细胞系中APN的相对水平进行了荧光成像分析和比较研究，结果显示癌细胞（HepG2, A549或B16）的APN水平高于正常肝细胞（AML-12），并通过免疫印迹分析进一步验证了这一结果。 进一步，作者通过定量测定高白蛋白的人血清和小鼠尿液样品中APN的含量，证明了所设计的CCS探针具有消除白蛋白干扰的能力。该研究提出的白蛋白不敏感荧光团及其CCS的联用策略具有广泛的应用前景，可用于发展不受白蛋白影响的其它酶或物质的特异性荧光探针。 Table 1: Determination of APN in human serum 论文信息 An Oxazine-Based Fluorogenic Probe with Changeable π-Conjugation to Eliminate False-Positive Interference of Albumin and Its Application to Sensing Aminopeptidase N Dr. Jizhen Shang,Xiaofan Zhang,Zixu He,Shili Shen,Diankai Liu,Prof. Wen Shi,Prof. Dr. Huimin Ma Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202205043
