Page 124 - 南京医科大学学报自然科学版

第44卷第1期
·118 · 南 京 医 科 大 学 学 报 2024年1月

靶 向 溶 酶 体 的 HClO 双 光 子 荧 光 探 针 LYSO⁃TP 的响应。双光子激发的性质也使探针在检测活细
［23］
（图 5） 。LYSO⁃TP 是一种反应时间极短（几秒 胞内源性和外源性 HClO 方面具有良好的性能，并
内），选择性良好，灵敏度高（16.6 nmol/L）的双光子 能够通过TPM监测小鼠损伤组织中HClO的细微变
探针，并通过双光子成像成功地应用于炎症小鼠模 化，荧光穿透深度达180 μm。该双光子比率探针在
型的溶酶体 HClO 成像。除此之外，将靶向基团换 1 min 内响应 HClO 的存在，492 nm 处蓝色发射下
成三苯基磷开发了具有线粒体靶向性质的探针 降，562 nm处绿色发射增加，这为 HClO 提供了比率
MITO⁃TP（图 5）。两种探针在对 HeLa 外源性 HClO 检测方式。该探针可在体外实现HClO的比例检测，
和巨噬细胞内源性 HClO 存在的亚细胞结构（溶酶 线性范围为0.8~12.0 mmol/L，检测下限为89 nmol/L。
体和线粒体）都有较好的靶向性，能成功识别两种 此外，该探针还可以在双光子显微镜下分别观察活
细胞器中的HClO。 细胞中外源性和内源性 HClO 水平的波动，由于优
喹诺酮也是一种优良的双光子荧光团 ［7，24-25］ 。 异的传感性能和双光子激发特性，该探针成功揭示
2018 年刘志洪和李春涯团队利用喹诺酮类设计了 了受伤组织区域中HClO的过量产生。
第一个用于监测小鼠伤口愈合过程中 HClO 生成的 He 等 ［26］ 通过引入四氢喹喔啉基团作为电子供
［24］
双光子荧光探针 QClO（图 5） 。该探针的设计基 体来增强ICT效应，设计了一种具有大斯托克斯位
于分子内电荷转移（intramolecular charge transfer， 移的双光子比例荧光探针 TQC⁃HClO（图 5）。该探
ICT）原理，是一种双光子比例荧光探针。QClO 探 针具有长波长比率发射（I650/I583 ）。与 QClO 类似，探

针自身在 492 nm 处显示出一个发射峰，在与 HClO 针 TQC⁃HClO 在 PBS 缓冲液（pH=7.4，30% CH3CN）
反应后，QClO 的氧硫杂环戊基团脱保护，形成典型 中，以 485 nm 为激发波长，在 583 nm 处有荧光发
的“推⁃拉”结构 6⁃（二甲氨基）喹啉⁃2⁃甲醛。“推⁃拉” 射。但当加入 HClO 后，检测到在 649 nm 处的荧光
结构有利于双光子吸收的产生，并且可以增强“ICT 发射。作者研究了探针TQC⁃HClO在720~880 nm不同
效应”，而显示出红移荧光发射，导致492 nm处荧光 输出波长下的双光子吸收截面，发现探针TQC⁃HClO
减弱，562 nm 处荧光发射增强。因此，该探针为高 在800~840 nm的激发光谱区域具有超过100 GM的
灵敏度的 HClO 检测提供了比率信号，且该探针在 双光子吸收截面，表明探针具有良好的双光子性
生理 pH 范围内对 HClO 表现出高灵敏、高选择性 质，并成功应用在HeLa 细胞和斑马鱼HClO成像中。

O
O
O
O + S
S P
N N N
N H H
H
LYSO⁃TP MITO⁃TP
O O
N N
S S
N N O O
QClO TQC⁃HClO
图5 氧硫杂环戊缩醛（酮）类双光子荧光探针化学结构
Figure 5 Chemical structure of two⁃photon fluorescence probes of oxychlorothyroxal

同样基于 ICT 机制，吴养洁团队利用乙酰香豆 胞实验证实，用 5 μmol/L CMOS 孵育 SKVO⁃3 细胞
素这一重要的双光子荧光团，对乙酰基进行修饰开 30 min，在 425~525 nm 光学窗口中观察到 SKVO⁃3
［27］
发了探针 CMOS（图 6） 。双光子荧光探针 CMOS 细胞强烈的荧光，这就证明探针可以透过细胞膜进
合成简单，对HClO表现出高灵敏度、快速响应的特 入细胞内部。再将该细胞用 100 μmol/L NaClO 孵
点，是一种“开⁃关⁃开”探针。CMOS 对其他不同的 育 3 min 则发现细胞荧光猝灭。用 PBS 洗涤 3 次
ROS、RNS 和活性硫无反应活性，仅对 HClO 有活 后，再分别加入 5 μmol/L Cys/Hcy 孵育 1 h，然后荧

性，说明 CMOS 对 HClO 具有高度的选择性。HClO 光明显恢复。这就说明 CMOS 被 HClO 氧化成亚砜
可以使 CMOS 原有荧光淬灭，其淬灭原理是硫原子 后，又被 Cys/Hcy 还原成了 CMOS。其反应机制如
被 HClO 氧化为亚砜，而引起原有荧光的淬灭。细 图6。