張凡教授團隊報道ROS/RNS和堿性雙重激活的近紅外二區(qū)部花菁熒光分子探針用于活體生物傳感
堿性環(huán)境對于生命活動的維持至關(guān)重要，堿性組織中的炎癥若得不到及時的診斷和治療可能會造成嚴重的后果。例如在堿性組織中，膀胱炎可能會引發(fā)腎結(jié)石，而腸炎早已被世界衛(wèi)生組織認定為最難治療的疾病之一?；钚匝酰≧OS）和活性氮（RNS）是炎癥的信號分子，其中過氧化氫（H2O2）和過氧亞硝酸根（ONOO-）是這兩類活性物質(zhì)的主要組成成份。如何在活體中實現(xiàn)堿性環(huán)境中ROS和RNS的特異性檢測，成為堿性組織炎癥診斷的重點。
近日，我系張凡教授研究團隊（http://nanobiolab.fudan.edu.cn/）和藥學(xué)院雷祖海青年研究員（https://www.x-mol.com/groups/Lei_zuhai）利用近紅外二區(qū)（NIR-II）熒光成像的優(yōu)勢，開發(fā)一種堿性和H2O2/ONOO-雙重激活的NIR-II熒光探針，并且嘗試了膀胱和結(jié)腸等炎癥的無創(chuàng)診斷。該探針利用硼酸酯熒光探針響應(yīng)過程中，醌甲基自消除釋放熒光染料的pH依賴性，設(shè)計合成了在pH大于7.4的環(huán)境中，對H2O2和ONOO-高度特異性雙重響應(yīng)的NIR-II熒光探針PN910。為了合成該探針，張凡教授團隊首先合成了一系列含羥基的部花菁NIR-II熒光染料（Chrodol），并利用分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移（ICT）機理，通過將染料與芐基苯硼酸酯相連，得到了探針PN910。在體外測試中，PN910對H2O2和ONOO-的響應(yīng)表現(xiàn)出優(yōu)秀的pH依賴性。之后，他們構(gòu)建了膀胱炎和結(jié)腸炎模型，并對小鼠膀胱以及結(jié)腸進行熒光成像，均得到了很好的成像效果。這一研究成果以“ROS/RNS and Base Dual Activatable Merocyanine-Based NIR-II Fluorescent Molecular Probe for in vivo?Biosensing”為題發(fā)表于《德國應(yīng)用化學(xué)》 (Angew. Chem. Int. Ed., 2021, 60, 26337–26341)。課題組博士生張欣為論文第一作者。
該工作得到了復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系、復(fù)旦大學(xué)先進材料實驗室、聚合物分子工程國家重點實驗室、上海市分子催化與功能材料重點實驗室、國家重點研發(fā)項目、國家自然科學(xué)基金杰出青年基金、上海市科學(xué)技術(shù)委員會重點基礎(chǔ)研究項目等的大力支持。
圖1 ?雙激活探針PN910設(shè)計策略、響應(yīng)機理，響應(yīng)前后光譜變化以及活體傳感成像。
全文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202109728
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