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原文链接：10.1021/jacs.4c14190
酶活性在细胞异质性中起着关键作用，其在活细胞内的空间定量成像不但可以直观地显示细胞异质性，而且有助于人们理解细胞异质性。目前的成像方法由于成像探针在细胞内滞留时间短或缺乏内参而难以实现。
近日，东南大学梁高林团队合理设计了一个自参考拉曼探针Val-Cit-Cys(StBu)-Pra-Gly-CBT(Yne-CBT)，该探针通过细胞内组织蛋白酶B(CTSB)引发的CBT-Cys点击反应，生成在细胞内长时间滞留的环状二聚体。同时，利用反应后其两个化学键(C≡C和C≡N)的拉曼信号变化对CTSB活性进行自参考和定量拉曼成像。体外实验表明，利用壳层隔离纳米粒子增强拉曼光谱技术，20 μM Yne-CBT 能够定量检测 CTSB 活性，检测限为 61.4 U L−1 。在自制的微流控通道下，Yne-CBT 成功应用于活细胞中 CTSB 活性的空间定量成像。他们的策略为人们提供了一种直接定量显示细胞异质性的简便方法。相关研究成果发表于《J. Am. Chem. Soc》上。
图文解析
图 1. CTSB 触发的 CBT-Cys 点击反应示意图，用于对单个细胞中的 CTSB 活性进行定量 SHINERS 成像。
图 2. (a) Au@SiO2 NPs 的 TEM 图像。箭头表示 SiO2 壳的厚度。(b) Au 种子、Au NPs 和 Au@SiO2 NPs 的吸收光谱。(c) 20 μM Yne-CBT（黑色）和 20 μM Yne-CBT 在 37 °C 下与 0.2 mM TCEP 和 2000 U L−1 CTSB 孵育 2 小时后的 HPLC 迹线（红色）。(d) (c) 中 13.2 分钟处 HPLC 峰的 MALDI-TOF MS 谱。
图 3. (a) 20 μM Yne-CBT 溶液的拉曼光谱（顶部）和 PBS 缓冲液（pH 7.4）中 20 μM Yne-CBT 和 50 pM Au@SiO2 NPs 混合物的 SHINERS 光谱（底部）。(b) 20 μM Yne-CBT 与 0.2 mM TCEP 和不同浓度（0-2000 U L-1）的 CTSB 在 37 °C 下孵育 2 小时后的 SHINERS 光谱。在 SHINERS 测量之前添加了 50 pM Au@SiO2 NPs。（c）Yne-CBT 的相对拉曼强度（（I2120-I2227）/I2120）与 CTSB 浓度（0-2000 U L-1）的关系，其中 I2120 和 I2227 分别代表 2120 和 2227 cm-1 处的拉曼峰强度。
图 4. (a) 微流体通道中单个细胞的拉曼成像工作流程。(b) 单个 MDA-MB-231 细胞与 20 μM Yne-CBT 孵育不同时间后的 SHINERS 成像。图像从左到右分别对应脂质 (2850 cm −1 )、炔烃 (2120 cm −1 )、腈 (2227 cm −1 ) 和相对拉曼强度 ((I2120 − I2227)/I2120)。比例尺：5 μm。
图 5. 单个 MDA-MB-231 细胞中 CTSB 的酶活性热图。(a) 明场图像；(b) CTSB 活性热图突出显示细胞内的活性区域；(c) (a、b) 合并图像，显示细胞结构和活性区域之间的相关性；(d) 从 (b) 中箭头指示的位置提取的代表性拉曼光谱。
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