化学所在新型细胞原位荧光探针研究中取得新进展

兰大学子

荧光探针具有敏感性高、选择性好、响应时间短、易于直接观测、便于实时监测等优点，可以在一些特殊的应用体系和生物活性物质的检测等方面发挥重要作用，其基础研究和应用开发受到了广泛关注；特别是新原理的开发和新型探针材料的设计、合成，成为了近年来光功能材料的研究热点之一。

　　在科技部、国家自然科学基金委和中国科学院的支持下，化学所光化学院重点实验室的课题组多年来致力于荧光传感材料的设计合成及其新型器件的研究，他们设计、合成了一系列高效的新型荧光探针分子，包括ESIPT类化合物、分子内电荷转移化合物和一类新型的三芳基硼类发光分子，并应用于纯水体系中氟离子和汞离子的检测（Angew. Chem. Int. Ed.2010, 49 (29), 4915-4918， Anal. Chem. 2013, 85 (8), 4113-4119.）、宽范围温度的检测等领域（Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50 (35), 8072-8076; Adv. Funct. Mater. 2013, 23 (3), 340-345; Chem. Comm. 2014, 50, 2778-2780.）和细胞内的pH值检测等（Chem. Comm. 2014，50, 8787—8790）。

　　最近，在前期对三芳基硼化合物的特性研究基础上，研究人员通过分子设计，合成了一种含有咪唑盐和醚链的水溶性三芳基硼化合物。该化合物遇ATP后 可发生有限的聚集，导致三芳基硼基团周围的环境极性发生显著降低，使三芳基硼的荧光大大增强。该化合物对ATP选择性好、细胞毒性小、渗透细胞膜能力强、并且在细胞内的分散性好，因此可作为活细胞内的ATP探针，对ATP的分布及示踪开展研究。通过荧光显微成像及荧光寿命显微成像等技术，研究人员利用该荧光探针研究了NIH/3T3细 胞中ATP的 分布及浓度。相关研究结果发表于近期的《德国应用化学》（Angew. Chem. Int. Ed. 2014,53 (30), 7809-7813.）。

　　  

　　图1  利用荧光探针进行ATP 检测原理示意图。

　　

　　图2  共聚焦显微荧光成像，检测细胞内ATP的分布