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【荧光探针专题】基于快速响应的红色 ONOO−荧光探针及其细胞成像
引用本文:张春香,张向阳,申有名,等. 基于快速响应的红色ONOO荧光探针及其细胞成像[J]. 化学试剂,2023454),1-7.

DOI:10.13822/j.cnki.hxsj.2022.0915



背景介绍


过氧亚硝酸盐(ONOO)作为一种重要的生物活性氧(ROS),由体内一氧化氮和超氧化物的扩散控制反应产生。正常浓度范围的ONOO对细胞功能产生积极影响,如信号转导、氧化还原稳态和免疫反应。截至目前为止,有许多分析方法用于ONOO检测,如紫外-可见光谱、电子自旋共振、电化学分析、免疫组织化学、和荧光法。相比之下,荧光法具有非入侵、选择性高、响应快速、超时空成像等优势,被认为是一种非常有效的方法。


本文亮点


1

合成了一种红色ONOO荧光探针HBSCN,展现出明显的荧光增强信号;

2

该探针能够在生理pH下快速地检测ONOO,且对ONOO具有较大的Stokes位移和较高的选择性;

3

HBSCN能够用于活细胞内ONOO成像,具有潜在的生物应用价值。




内容介绍


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1  实验部分

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2  结果与讨论

2.1  光谱表征

首先,借助紫外吸收光谱考察HBSCN对ONOO识别能力。如1所示,在PBS缓冲溶液(V(DMF): V(H2O)=1:9, 10 mmol/L, pH 7.4)中,HBSCN自身在425 nm处有一个明显的紫外吸收峰。



2.2  反应机理

通常,缺电子双键在强氧化剂的作用下容易发生断裂,生成醛或者羧酸化合物。通过上述的实验可以看出,探针HBSCN加入ONOO后,其紫外光谱和荧光光谱均发生了明显的变化,溶液颜色也相应的改变,推测HBSCNC=C键在ONOO作用下可能发生了裂解。
2.3  pH影响
pH值是一个重要的实验参数。为探讨HBSCN是否能够在生物体中实现对ONOO的检测,在不同的pH溶液中,我们测试了HBSCNONOO响应情况。如图5所示,在pH 4 ~ 11之间,HBSCN自身的荧光强度几乎不变,说明HBSCN在不同的pH值下具有较好的稳定性。

2.4 反应时间考察
HBSCN 对ONOO的响应时间是另外一个重要的实验参数。为探讨HBSCNONOO−检测的动力学,我们测试了HBSCN在不加和加入ONOO−后荧光强度变化与时间的关系,如图6所示,HBSCN本身的荧光强度不随时间的变化而变化。

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3  结论

基于不饱和C=C双键氧化断裂反应,我们成功构建了一种简单有效的红色ONOO荧光探针HBSCN。在ONOO存在下,探针的荧光显剧增强,其荧光强度与0~20 μmol/LONOO表现出良好的线性关系,溶液颜色由无色变成红色,可实现比色荧光检测。