兰大唐瑜团队: 稀土超分子荧光探针实现 ATP+ROS 无干扰精确检测

学术   2025-01-14 12:55   英国  

研究背景

活性氧 (ROS) 和三磷酸腺苷 (ATP) 是细胞氧化应激和能量代谢的重要标志物。ROS 可引发异常肝细胞死亡、异常氧化应激和局部炎症,而 ATP 是细胞中能量储存和代谢的重要物质,为代谢提供能量,也是免疫和癌症中重要的信号分子。
生物系统中 ROS 和 ATP 的无创、可靠和实时监测技术的开发对于肝脏相关疾病的早期诊断尤为重要,例如药物性肝损伤、肝缺血再灌注损伤、肝纤维化和肝癌等。开发准确和可靠的方法来监测不同条件下的生理和病理过程也很重要。
年来,针对不同检测物的各种荧光探针因其高灵敏度、高选择性和快速实时响应性而被认为是实现疾病早期诊断的最有效策略。然而,同时实现对 ATP 和 ROS 的无干扰精确检测仍然是一个挑战。

文章简介

近日,兰州大学唐瑜教授团队设计了一种基于柱芳烃构筑的稀土超分子荧光探针,它由 Eu(III) 配合物和水溶性柱[5]芳烃 (CP5) 组成,通过协同配位、主客体和两亲性相互作用构筑了超分子配位组装体。
CP5 的富电子空穴通过与季铵盐位点的主客体作用结合与 Eu(III) 配合物形成稳定的包合物,主客体超分子组装实现了能量耗散的降低、荧光效率的提高和发光性质的调控。另一方面,水溶性 CP5 的引入提高了水溶性和生物相容性,由于苯硼酸基团与 H2O2 相互作用和 ATP 与 CP5 的主客体识别,该探针可以通过双通道模式实现对 H2O2 和 ATP 的荧光响应,避免两类被检测物的荧光检测干扰,提高检测的准确性。


  • 图 1. 稀土超分子荧光探针的制备及活细胞中 H₂O₂ 和 ATP 的双通道检测示意图
该稀土超分子荧光探针实现了活细胞中 H₂O₂ 和 ATP 的实时荧光检测,并且表现出极好的线粒体靶向性,在 HeLa 细胞和 RAW264.7 巨噬细胞中均可实现对 H₂O₂ 和 ATP 的检测。这项工作利用稀土超分子组装体良好的响应性和稀土探针优异的发光特性,为发展多底物荧光检测探针奠定了基础。
该成果以“Pillararene-based rare-earth luminescent probe for two-channel simultaneous detection of ROS and ATP in living cells”(《用于活细胞内双通道检测 ROS 和 ATP 的大环超分子稀土配合物发光探针》)为题,发表在英国皇家化学会期刊 Journal of Materials Chemistry C 上,并入选为热点论文

论文信息

  • Pillararene-based rare-earth luminescent probe for two-channel simultaneous detection of ROS and ATP in living cells

    Shanshan Bao,‡ Yanan Guo,‡ Dandan Lv, Congcong Wang, Yao Kou, Yuchen Yang, Nan Song* and Yu Tang*

    J. Mater. Chem. C, 2024, 12, 18651-18659
    https://doi.org/10.1039/D4TC03476G

作者简介

唐瑜 教授
兰州大学

本文通讯作者,兰州大学化学化工学院二级萃英特聘教授/博士生导师。基金委创新研究群体负责人,教育部长江学者特聘教授,英国皇家化学会会士 (FRSC),国务院政府特殊津贴专家。现任兰州大学化学化工学院副院长,白云鄂博稀土资源研究与综合利用全国重点实验室副主任,教育部稀土功能材料工程研究中心主任及甘肃省有色金属化学与资源利用重点实验室主任,兼任第八届国务院学位委员会化学学科评议组成员,中国化学会副秘书长,中国稀土学会理事,中国晶体学会理事;ACS 期刊 Inorg. Chem. 副主编,Aggregate 期刊顾问编委,Inorg. Chem. Front. 编委,中国稀土学报 (中、英文版)、结构化学和无机化学学报等期刊编委。唐瑜教授研究方向为稀土配位化学和功能材料,迄今,以第一作者/通讯作者在 Natl. Sci. Rev.、J. Am. Chem. Soc.、Adv. Mater.、Angew. Chem. Int. Ed.、Energy Environ. Sci.、Adv. Sci. 等期刊上发表 SCI 论文200余篇。曾获甘肃省自然科学一等奖、中国化学会首届“利华益”化学创新奖、宝钢优秀教师奖、霍英东高等学校青年教师奖、甘肃省研究生教育优秀导师、甘肃省教学名师奖、兰州大学“我最喜爱的十大教师”、兰州大学“十佳导学团队”等奖项。

期刊介绍

Materials with applications in optical, magnetic & electronic devices

rsc.li/materials-c

J. Mater. Chem. C

2-年影响因子*5.7
5-年影响因子*6.0
JCR 分区*Q1 物理-应用
Q2 材料科学-跨学科
CiteScore 分10.8
中位一审周期29 


Journal of Materials Chemistry ABC 报道材料化学各领域的高质量理论或实验研究工作。这三本期刊发表的论文侧重于报道对材料及其性质的新理解、材料的新应用以及材料合成的新方法。Journal of Materials Chemistry ABC 的区别在于所报道材料的不同预期用途。粗略的划分是,Journal of Materials Chemistry A 报道材料在能源和可持续性方面的应用,Journal of Materials Chemistry B 报道材料在生物学和医学方面的应用,Journal of Materials Chemistry C 报道材料在光学、磁学和电子设备方面的应用。

Editor-in-Chief

  • Natalie Stingelin
    🇺🇸 佐治亚理工学院

Associate editors
  • A. S. Achalkumar
    🇮🇳 印度理工学院古瓦哈提分校

  • Rachel Crespo-Otero
    🇬🇧 伦敦大学学院

  • Renaud Demadrille
    🇫🇷 格勒诺布尔跨学科研究所

  • Antonio Facchetti
    🇺🇸 佐治亚理工学院/西北大学

  • Unyong Jeong
    🇰🇷 浦项科技大学

  • Oana Jurchescu
    🇺🇸 威克森林大学

  • Mingzhu Li (李明珠)
    🇨🇳 中科院理化技术研究所

  • Martyn McLachlan
    🇬🇧 伦敦帝国理工学院

  • Kasper Moth-Poulsen
    🇪🇸 巴塞罗那材料科学研究所

  • Ana Flávia Nogueira
    🇧🇷 坎皮纳斯州立大学

  • Erin Ratcliff
    🇺🇸 亚利桑那大学

  • Yana Vaynzof
    🇩🇪 德累斯顿工业大学

  • Maia G. Vergniory
    🇩🇪 马普固体物理化学研究所

  • Zhiguo Xia (夏志国)
    🇨🇳 华南理工大学

  • Hao-Li Zhang (张浩力)
    🇨🇳 兰州大学

  • Ni Zhao (赵铌)
    🇨🇳🇭🇰 香港中文大学

* 2023 Journal Citation Reports (Clarivate, 2024)

 CiteScore 2023 by Elsevier
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