蘭州化物所在熒光探針與成像分析研究中取得進(jìn)展

　　線粒體是一種廣泛存在于動(dòng)物和植物細(xì)胞中的亞細(xì)胞器，是細(xì)胞有氧呼吸和制造能量的主要場(chǎng)所。過(guò)氧化氫（H2O2）是一種重要的活性氧類物質(zhì)，主要產(chǎn)生于細(xì)胞線粒體有氧呼吸電子傳遞鏈。H2O2參與了生物體內(nèi)氧化還原和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程，但H2O2在細(xì)胞內(nèi)過(guò)量積聚會(huì)引起生物體代謝紊亂，導(dǎo)致一系列疾病，如癌癥、糖尿病、帕金森癥等。具有選擇性識(shí)別作用的熒光探針與成像技術(shù)在生物活性物質(zhì)的實(shí)時(shí)-動(dòng)態(tài)-可視化檢測(cè)等方面發(fā)揮著重要作用，被廣泛應(yīng)用于生物、醫(yī)療、臨床診斷等諸多領(lǐng)域。然而，能夠精準(zhǔn)定位于細(xì)胞線粒體，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)H2O2特異性檢測(cè)的熒光探針目前還十分匱乏。

　　在國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（編號(hào)：21275150，21505145，21572239）和甘肅省杰出青年基金項(xiàng)目（編號(hào)：1210RJDA013）的資助下，中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所研究員邵士俊帶領(lǐng)的研究組多年來(lái)致力于合成受體的分子設(shè)計(jì)及其識(shí)別與化學(xué)傳感研究。近期，該研究組以甲基苯硼酸頻哪酯基官能化的喹啉基團(tuán)為線粒體靶向定位和H2O2識(shí)別作用單元，以咔唑基團(tuán)為信號(hào)報(bào)告單元，設(shè)計(jì)合成了一種具有線粒體靶向功能、優(yōu)良生物相容性以及OFF-ON型熒光響應(yīng)的H2O2熒光探針。

　　該探針能夠高靈敏、高選擇性地檢測(cè)H2O2，且響應(yīng)時(shí)間較短（<5min）、檢測(cè)限低（0.04μM）。結(jié)合激光共聚焦成像技術(shù)，該探針被成功應(yīng)用于人體宮頸癌細(xì)胞（HeLa）中H2O2的檢測(cè)。該探針?lè)肿訉?shí)現(xiàn)了對(duì)細(xì)胞線粒體的靶向定位，以及對(duì)腫瘤細(xì)胞線粒體中外源和內(nèi)生H2O2的快速、高靈敏、特異性檢測(cè)與成像分析。

　　該工作發(fā)展了一種新型的細(xì)胞線粒體靶向熒光探針?lè)肿釉O(shè)計(jì)策略，有望在與活性氧檢測(cè)相關(guān)的疾病預(yù)警、藥物研發(fā)和生物成像等領(lǐng)域得到應(yīng)用。相關(guān)工作發(fā)表在Analytical Chemistry, 2016, 88(2), 1455-1461上。

線粒體靶向熒光探針設(shè)計(jì)與作用機(jī)理 

探針對(duì)H2O2的快速OFF-ON熒光響應(yīng) 

HeLa細(xì)胞中外源和內(nèi)生H2O2共聚焦顯微熒光成像分析