ChemistryOpen：用于选择性检测糖尿病小鼠体内丙酮醛的比率荧光探针

丙酮醛（MGO）是细胞中葡萄糖、脂肪酸和氨基酸代谢过程中产生的活性二羰基化合物，其与蛋白质残基相互作用形成晚期糖基化终产物。MGO与糖尿病的关系密切，糖尿病患者血浆中的MGO水平一直在增加。MGO本身已被证明在细胞系统中诱发许多有害作用，包括氧化应激、炎症、缺陷细胞粘附和内皮细胞功能障碍等。尽管MGO与很多疾病有关，但其在细胞过程和发病机制中的作用仍然知之甚少。这种局限性部分是由于缺乏在复杂系统中监测这种小分子的直接方法，并且没有可以在活体生物样品中对其进行可视化的方法。因此，在活体层面上原位选择性、高灵敏评估糖尿病模型中MGO水平对于研究其在细胞中的功能具有重要意义。

近日，福州大学林振宇教授和杨建民副教授合作构建了一种基于分子探针2,3-二氨基萘（DAN）的双光子荧光策略用于MGO的专一化检测和成像。在生理pH条件下DAN与MGO进行两步席夫碱反应，形成2-甲基苯并[g]喹喔啉。产物的共轭度进一步提高，发射波长发生明显红移，斯托克斯位移高达140 nm。同时，DAN的荧光强度逐渐降低，产物的荧光强度逐渐增加，比率荧光强度可以实现MGO含量的准确定量。相对于传统的单光子模式的荧光分子探针，本方法可以提高自校准能力，克服信号单一和生物体背景和复杂基质的干扰。该方法在生理条件下对MGO具有专一性，并成功应用于II型糖尿病模型KK-Ay小鼠血浆中的离体MGO水平的评估。

此外，制备的DAN试纸条可以通过荧光颜色的变化实现快速、可视化和半定量分析。以成纤维HSF细胞和宫颈癌HeLa细胞为例，考察了活细胞中外源性MGO检测和比率成像的可行性。随后，以KK-Ay小鼠为II型糖尿病模型，利用本方法成功用于其血浆中内源性MGO含量的检测和组织中内源性MGO的比率成像，结果显示KK-Ay小鼠的心脏、肝脏和肾脏会有大量MGO累积。

综上所述，DAN的双光子荧光探针可以作为一种潜在的有效手段用于外源性和内源性MGO水平的评估，可能成为进一步研究糖尿病及其并发症成因的有力工具。

论文信息

A Ratiometric Fluorescence Probe for Selective Detection of ex vivo Methylglyoxal in Diabetic Mice

Dr. Qunfang Xie, Dr. Yuanjin Zhan, Prof. Dr. Longhua Guo, Huili Hao, Prof. Dr. Xianai Shi, Prof. Dr. Jianmin Yang, Prof. Dr. Fang Luo, Prof. Dr. Bin Qiu, Prof. Dr. Zhenyu Lin

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DOI: 10.1002/open.202200055

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