细胞内氧化还原平衡对维持细胞正常生长和代谢状态至关重要，氧化剂水平过高与衰老等多种疾病密切相关。细胞内具有复杂的抗氧化系统和调节网络（Nat. Rev. Mol. Cell Biol., 2024, 25, 701-719），该系统涉及多种寿命短、活性高的物质，如活性氧、活性硫、生物硫醇（半胱氨酸、谷胱甘肽等）、NAD(P)+/NAD(P)H等小分子以及大分子蛋白（如硫氧还蛋白等）。整个网络密切连接，并受到外部刺激实时动态调节，因此使用单一分子的含量水平难以准确评估细胞全局的氧化还原状态。特别是原位检测和评估与多种还原性硫物种相关的细胞内硫醇氧化还原状态仍是一项重大挑战（Curr. Opin. Chem. Biol., 2023, 77, 102390）。
在前期的研究中，课题组开发了茚酮烯光致发光分子体系，分别提出了环化调控发光（Aggregate.2023, 4, e295）和置换调控发光（J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 51, 21622）的策略。在本研究中，作者将基于茚酮烯的系列共轭受体与荧光团结合，开发了一种基于供体激发光诱导电子转移（d-PeT）机理的可激活荧光平台，并通过密度泛函理论计算证实了该机制。这种探针对细胞内多种形式的重要还原硫物种展现出光学响应性，包括H2S、半胱氨酸、同型半胱氨酸、谷胱甘肽和蛋白质侧链的游离硫醇。通过释放荧光团引起的d-PeT过程禁阻，还原性硫醇可显著恢复被淬灭的荧光。进一步将该荧光探针用于活细胞中还原性硫物种的传感和成像，显示出良好的细胞渗透性、低细胞毒性以及与活性氧含量的负相关，并进一步将其用于评估HepG2细胞系在铁死亡过程中的全局硫醇氧化-还原状态波动，证实了该探针在检测其他硫醇相关生理过程中的应用潜力。
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