香港浸会大学大卫帕克团队: 高选择性高灵敏度尿酸检测比率型探针

学术   科学   2024-11-24 10:50   北京  

研究背景

尿酸是嘌呤代谢的最终产物,其钠盐在血清中的浓度范围为 22-77 μg/ml,而在尿液中浓度为 1.5-4.5 mM。尿酸是活性氧物质的重要清除剂,也是必需的抗氧化剂。高浓度的尿酸水平不仅会导致痛风和一些代谢综合征疾病的发生,尿酸还可以作为心血管疾病和一些癌症发病征兆的有效生物标志物。
尽管大量研究表明,尿酸作为调控因子在代谢过程中发挥着重要的作用,但是对其实时高效、可用于活体细胞内的检测手段仍亟待发展。

研究内容

近日,香港浸会大学大卫帕克教授浙江大学邓人仁教授带领的科研团队合成并表征了一系列荧光镧系化合物。不仅评估了其作为荧光探针用于尿酸比率型分析的选择性和可行性,还利用瞬态吸收光谱探索了稀土金属化合物激发态的动力学过程




  • Figure 1. (A) 稀土金属配合物 [EuL3]+/[TbL3]+ 的荧光发射强度随尿酸浓度的变化;(B) [EuL6]3+ 在 NIH 3T3 细胞中的共聚焦显微镜成像

该成果以 “Mechanism of action and evaluation of ratiometric probes for uric acid using lanthanide complexes with tetraazatriphenylene sensitisers” (《基于四氮三联苯为敏化基团的镧系配合物用于尿酸检测的比率型探针的作用机理及评估》)为题,发表在英国皇家化学会期刊 Chemical Science 上。

该工作合成了一系列以四氮三联苯衍生物为发色团,基于轮环藤宁或 TACN 结构的稀土金属化合物,利用绿光(铽,540 nm)和红光(铕,614 nm)两种荧光发射强度的比值与尿素浓度之间的相互关系,从而对尿酸的浓度水平进行比率型检测。在血清检测中,荧光强度比值变化了 7 倍,表明该探针具有良好的选择性和灵敏度。该工作侧面验证了在尿酸猝灭荧光稀土配合物的过程中,敏化基团的三线激发态和尿素自由基的单线激发态之间生成激发态化合物(exciplex)。并且活细胞共聚焦成像实验结果表明,在 375 nm 激光的激发下,所合成的探针在细胞内具有良好的成像效果。

论文信息

  • Mechanism of action and evaluation of ratiometric probes for uric acid using lanthanide complexes with tetraazatriphenylene sensitiser
    Xinyi Wen, Huishan Li, Zhijie Ju,  Renren Deng and David Parker*大卫帕克,香港浸会大学)
    Chem. Sci., 2024
    https://doi.org
    /10.1039/D4SC05743K

作者简介

温心怡 博士研究生
香港浸会大学

本文第一作者,香港浸会大学大卫帕克组博士生。研究生毕业于大连理工大学,2022 年加入大卫帕克教授组。博士课题主要为设计并合成稀土荧光探针用于尿酸,维生素 C 的比率型分析检测。本工作中负责化合物的合成、表征和结合常数猝灭常数的检测。







David Parker 教授
香港浸会大学

本文通讯作者,大卫帕克教授于 2022 年 9 月出任香港浸会大学化学系全球创科讲座教授。他曾在位于英国东北部的杜伦大学工作了 40 余年,培养了 120 多名博士和博士后,研究领域横跨合成化学、无机化学和物理有机化学。他目前的研究课题包括设计和评估用于细胞和体内的化学探针。纵览他的事业生涯,他与来自中国、澳大利亚、美国、意大利和法国的国际学术团队和工业团队合作,致力于探究各个系统的作用机理。迄今为止,已发表 400 余篇论文和 30 项专利。大卫帕克教授参与设计、指导和撰写了本研究工作。

期刊介绍

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rsc.li/chemical-science

Chem. Sci.

2-年影响因子*7.6
5-年影响因子*8.0
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CiteScore 分14.4
中位一审周期33 


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* 2023 Journal Citation Reports (Clarivate, 2024)

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