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（l_em = 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（l_em = 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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