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Nat Commun:中科院上海药物所李佳课题组发表细胞精准荧光探针研究论文

摘要 : 2017年10月17日,国际学术权威刊物自然出版集团旗下子刊《Nature Communication》杂志在线发表了中国科学院上海药物所李佳、臧奕研究员和华东理工大学化学与分子工程学院贺晓鹏副研究员合作的一篇研究论文,研究在线报道了中科院上海药物所和华东理工大学合作的最新研究成果。

2017年10月17日,国际学术权威刊物自然出版集团旗下子刊《Nature Communication》杂志在线发表了中国科学院上海药物所李佳、臧奕研究员和华东理工大学化学与分子工程学院贺晓鹏副研究员合作的一篇研究论文,研究在线报道了中科院上海药物所和华东理工大学合作的最新研究成果。研究论文题为“光致变色荧光糖探针光控识别细胞内靶物质”,研究为细胞的靶向、精准功能标记研究提供了新的光可控化学探针工具。博士研究生韩海浩和硕士研究生付幼心为论文第一作者,李佳、臧奕研究员和贺晓鹏副研究员为论文通讯作者。

可靶向、精准探测不同细胞生命和疾病过程的荧光探针技术,对生命科学的发展和疾病早期诊断具有重要意义。传统荧光探针易受生物背景光干扰,且通常只能通过被动扩散进入细胞产生待测物识别信号,造成了探测的低精确性。为解决这一关键问题,双方研究人员通过将螺吡喃光致变色分子、1,8–萘酰亚胺荧光团与具备膜受体主动靶向功能的半乳糖分子共价连接,创制了可通过远程光控实现细胞精准定位及靶标识别的光致变色荧光探针。初步研究发现,通过紫外/可见光的循环照射可实现对探针螺吡喃/部花青结构的可逆调控,进而实现探针萘酰亚胺荧光发射的循环“开/关”控制。此外,探针的螺吡喃态与细胞内广泛存在的硫化物不发生相互作用,而当远程光激活其部花青态时,探针可迅速与亚硫酸根阴离子发生化学反应,从而阻断探针的光致变色活性,使荧光处于恒定的“开启”状态。

基于其独特的光学性质,研究人员进一步应用所构建探针实现了细胞精准荧光标记及光控靶标识别:首先,探针可在水相中形成双亲性胶束,从而通过糖簇与一种膜受体的高亲和力识别实现主动细胞定位。随后,通过紫外/可见光的循环调控,探针可在细胞内执行多次可重复的“荧光闪烁”现象,从而提升了荧光探针在复杂细胞内环境中的定位精准度。最终,探针还可通过远程光激活策略(即螺吡喃向部花青结构的光调变)实现细胞内源性亚硫酸根阴离子的灵敏探测与定量。

光致变色荧光 SP-Gal 的分子设计及其在溶液和细胞内的作用机制

原文链接:

Remote light-controlled intracellular target recognition by photochromic fluorescent glycoprobes

原文摘要:

 

Development of powerful fluorescence imaging probes and techniques sets the basis for the spatiotemporal tracking of cells at different physiological and pathological stages. While current imaging approaches rely on passive probe–analyte interactions, here we develop photochromic fluorescent glycoprobes capable of remote light-controlled intracellular target recognition. Conjugation between a fluorophore and spiropyran produces the photochromic probe, which is subsequently equipped with a glycoligand “antenna” to actively localize a target cell expressing a selecive receptor. We demonstrate that the amphiphilic glycoprobes that form micelles in water can selectively enter the target cell to operate photochromic cycling as controlled by alternate UV/Vis irradiations. We further show that remote light conversion of the photochromic probe from one isomeric state to the other activates its reactivity toward a target intracellular analyte, producing locked fluorescence that is no longer photoisomerizable. We envision that this research may spur the use of photochromism for the development of bioimaging probes.

来源: Nature Communications 浏览次数:0

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