中山大学巢晖教授Angew: 基于自组装有机铂(II)配合物的比率型双光子生物荧光成像研究
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来源:中山大学化学学院
与定性荧光探针相比,定量荧光探针更有助于人们提高对生命过程和疾病发展的理解。基于金属配合物的比率型荧光探针已有不少报道,但这些报道都集中于单分子,依赖于荧光探针与检测底物之间的化学反应实现定量检测。这类荧光探针检测的准确性受环境因素影响,同时检测底物的消耗还可能对生物正常的生理活动造成干扰。
近期,中山大学化学学院巢晖教授研究团队利用有机铂(II)配合物的自组装,构建了一例与检测底物无反应、双光子激发的比率型双发射荧光探针Pt1,并成功应用于生命过程的定量示踪。与传统有机铂(II)配合物通过形成Pt-Pt相互作用诱导自组装不同,Pt1的自组装依赖于配体间的π-π堆积及互补氢键。Pt1在单分子时具有罕见的蓝色发光(lem = 445
nm),而自组装过程中,Pt1除了保留蓝色发光,同时还出现黄色发光(lem = 574
nm),其黄光与蓝光的比值具有浓度依赖性。
图1, Pt1比率型双发射荧光探针原理示意图。
实验表明,Pt1的细胞摄取量与细胞膜完整性呈线性关系。利用不同浓度的乙醇孵育,我们构建了细胞膜受损的生物模型。在乙醇或非乙醇处理的细胞中,Pt1的蓝色发光强度均保持不变;而在细胞膜受损模型中,黄色发射强度呈乙醇浓度依赖性,因此黄色发射与蓝色发射的比值可以反映细胞膜的损伤程度。
图2, Pt1定量指示细胞膜损伤程度示意图。
利用这一性质,Pt1成功应用于区分活细胞、细胞凋亡和坏死,同时还可以分析这一过程中细胞膜的损伤程度。斑马鱼急性炎症模型实验结果证实Pt1可进一步用于实时检测炎症过程中细胞膜的破损程度。
图3, 斑马鱼急性炎症模型中细胞膜损伤的实时检测。
该研究成果发表在著名化学综合期刊Angewandte Chemie International Edition (IF =
12.959),题目为“Supramolecular Assembly of An Organoplatinum(II) Complex with
Ratiometric Dual Emission for Two-Photon
Bioimaging”。中山大学化学学院2013级博士生欧阳乘是论文第一作者,中山大学陈禹副教授、香港大学张喜庭博士、中山大学巢晖教授为共同通讯作者。
该项研究得到了国家自然科学基金(Nos. 21525105, 21778079, 21977126),教育部 (No.
IRT-17R111),中央高校基本科研业务费(No. 20lgjc01)和广州“珠江科技新星”计划(No. 201806010136)等项目的资助。
原文链接
https://doi.org/10.1002/anie.202014043
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