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大連理工樊江莉開發超敏熒光探針增強細胞活性氧的檢測

次氯酸(HOCl)是免疫細胞爲抵抗感染而產生的活性氧(ROS)的重要組成部分。另一方面,HOCl在體內平衡中引起對生物分子的氧化損傷,並且與許多疾病相關,包括炎症,神經退行性疾病和心血管疾病。2018年9月24日,大連理工大學樊江莉課題組等人在Nature protocols上在線發表了題爲"Synthesis of an ultrasensitive BODIPY-derived fluorescent probe for detecting HOCl in live cells"的文章。在這裏,研究人員詳細介紹了硼二吡咯(BODIPY)衍生HOCl(BClO)熒光探針的製備方法及其在活細胞成像試劑中的應用。這也是迄今爲止靈敏度最高的BClO熒光探針。

廣泛的研究表明,ROS積極參與多種生物過程,包括在生理條件下充當信號分子,在病理狀態中充當有害因素。HOCl是由病毒中分泌的髓過氧化物酶(MPO)由H2O2和Cl−產生的一種ROS。HOCl最著名的生物學功能是通過促進中性粒細胞吞噬細胞的抗菌活性,促進天然免疫系統中強大的抗菌反應。然而,HOCl在生物系統中的積累會導致與胺快速反應生成氯胺,從而對DNA、蛋白質和其他生物分子造成損害。

因此,不受控制地釋放HOCl與許多疾病有關,如炎症性疾病、神經退行性疾病和心血管疾病。此外,MPO和HOCl參與了炎症相關的致癌機制。在致癌過程的後期,在腫瘤的發展過程中,ROS的釋放,包括HOCl的釋放,也爲腫瘤的生長提供了優勢。因此,穩健的檢測生物HOCl的方法是研究HOCl在相關生理和病理途徑中的分子機制的基本工具。

在這裏,研究人員詳細介紹了硼二吡咯(BODIPY)衍生HOCl(BClO)熒光探針的製備方法及其在活細胞成像試劑中的應用。除原料配比外,BClO的合成工藝與傳統的BODIPY染料製備方法基本相同。BClO反應極快(幾秒鐘內飽和),對HOCl非常敏感。BClO的靈敏度達到了亞納米摩爾範圍,是迄今爲止靈敏度最高的。利用BClO的超敏感特性,研究人員已經證明了BClO具有檢測巨噬細胞產生的內源性HOCl的能力,並證明它也可用於區分癌細胞株(HOCl產量高)和非腫瘤細胞系(HOCl產量低)。探針合成需2d,熒光成像和流式細胞儀檢測需18h。