四川大学李坤Science Bulletin:硫缩酮-光笼:构建活细胞实时成像新光化学工具的通用修饰策略

文摘   2025-01-29 17:46   江西  

声明:【荧光超分子科学】旨在分享学习交流荧光,超分子等领域的最新资讯及研究进展。在这里仅供交流使用,如涉及版权问题,请联系删除。投稿、荐稿、转载、合作或文章问题等请后台联系小编。感谢各位关注!

原文链接:10.1016/j.scib.2025.01.037

光激活荧光探针(光笼)是研究活细胞中生物过程的有力工具。

近日,四川大学李坤团队报道了一类新型的光降解硫缩酮,它们可作为光响应元件,并将其应用于黄吨染料,以设计用于活细胞成像的光笼。与传统的硫缩酮相比,这些化合物表现出在暴露于紫外-可见光时脱保护的能力,不依赖于光敏剂或外部氧化剂,仅依赖于溶剂中的溶解氧。这种光反应导致荧光强度显著增加 68 倍。他们通过高效液相色谱分析验证了未笼化产物是相应的酮,这表明产率高达 80%。此外,他们将这种修饰策略扩展到用各种杂原子取代的黄吨染料,并确认了这种光激活策略的普遍适用性。这些染料对还原剂和金属离子表现出良好的稳定性,碳和硅黄吨光笼也表现出对活性氧物质的可观的暗稳定性。他们将这些光笼用于生物成像,并进一步对其进行修改,以便对活细胞内的特定细胞器和细胞内蛋白质进行选择性标记、激活和成像。这种修改策略具有很高的时空选择性,有望成为高级生物学研究的有力工具。相关研究成果发表于《Science Bulletin》上

图文解析

方案1. 光笼的设计。硫缩酮和氧杂蒽的组合表现出与传统硫缩酮组分不同的光响应特性。

1. 光笼的光活化性能表征。(a) SiR-EDT 经不同时间照射后的荧光。(b) SiR-EDT 经不同波长光照射后的荧光变化。(c) SiRSiR-EDT 和光活化 SiR-EDT 的归一化吸光度光谱。(d) SiR-EDT 的降解速率和 SiR 在混合溶剂中的再生速率。(H2O/MeCN= 9:1)(e)在所示光照射时间下采集的 SiR-EDT HPLC 光谱。 (f) 在所示照射时间下采集的 SiR-EDT 1HNMR 光谱(6.68.5 ppm)。

2. 光反应要求探索。(aSiR-EDT 光活化产物中元素的分析(+:发现;-:未发现)。(bc)在有氧或无光的情况下 SiR-EDT 的荧光变化。(de)不同 pH 范围内 SiR-EDT 的光活化。(f)不同 pH SiR-EDT 480 nm 处的荧光强度。SiR-EDT 在极酸性条件下质子化并抑制光活化。

3. ROS生成测定与理论计算。(aSiRSiR-EDT在不同光照时间下的ROS生成曲线。(b410 nm光照下DHR 123525 nm处的荧光强度变化。(c410 nm光照下ABDA400nm处的吸光度变化。(d1O2清除剂(TEMP)对SiR-EDT光活化速率的影响。(e)光反应推测的光反应机理。激发态SiR-EDT。直接异质断裂为两性离子(路径A)或被激发态SiR氧化。(fSiR-EDT的基态(S0,左)和激发态(S1,右)的HOMOLUMO。(g)不同反应途径的∆Gkcal mol−1)。

4. 活细胞成像。(a405 激光下 HepG2 细胞中 SiR-EDT 的光激活。(b405 nm 光照射下 SiR-EDT 在光激活和光漂白过程中的细胞内荧光强度变化。(cHepG2 细胞中光激活的 SiR-EDT ER Tracker Red 的共定位成像。比例尺:10 μm

5. 靶向光笼的合成路线及成像。(a)细胞器靶向光笼的合成方法。(b)细胞器靶向光笼的结构式。(c)细胞器靶向光笼在活细胞中的光激活及共定位成像。比例尺:10 μm

6. Halo-tag光笼在活细胞中的成像。(aHalo tag探针的合成方法及目的蛋白的成像方案。(b)核小体和F-actin的共聚焦成像:虚线上方为未转染的细胞,虚线下方为已转染的细胞。比例尺:10 μm

科研服务

荧光超分子科学
致力于分享光致发光,超分子领域相关文献;分享化学相关知识。商务合作,文献投稿等请联系Chemz6。
 最新文章