基于FRET的溶酶体靶向比率荧光探针Ro-Np:实现体内外过氧亚硝酸根的高精度成像与炎症疾病机制研究

时间:2025年10月12日
来源:Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy

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本研究开发了一种新型溶酶体靶向比率荧光探针Ro-Np,基于FRET机制实现对过氧亚硝酸根(ONOO−)的高灵敏度、高选择性检测。该探针具备快速响应(10分钟)、抗生物硫醇干扰和深组织成像能力,成功应用于神经炎症模型中ONOO−的动态可视化,为炎症疾病机制研究和早期诊断提供了关键工具。

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Materials(材料)
所有化学试剂均购自商业供应商且未经进一步纯化直接使用。4-溴-1,8-萘二甲酸酐和5-羧基四甲基罗丹明购自上海贝得医疗科技有限公司;4-(2-氨乙基)吗啉和无水哌嗪购自上海赛恩化学技术有限公司;氢氧化钠购自天津丰川化学试剂有限公司。乙二醇单甲醚、过氧化氢、N,N-二甲基甲酰胺等溶剂为分析纯级别。实验用水为超纯水系统制备。
Design and synthesis of probe Ro-Np(探针Ro-Np的设计与合成)
基于5-羧基四甲基罗丹明和萘酰亚胺的荧光特性,我们设计了一种用于选择性检测过氧亚硝酸根(ONOO)的比率荧光探针Ro-Np。具有螺内酰胺结构的5-羧基四甲基罗丹明在闭环状态下无荧光,通过引入酰肼作为ONOO反应位点、吗啉作为溶酶体靶向基团,该探针将5-羧基四甲基罗丹明作为能量受体,萘酰亚胺作为能量供体,构建了高效的FRET体系。
Conclusion(结论)
总而言之,基于FRET机制,我们合理设计并合成了Ro-Np——一种专为特异性检测ONOO而定制的溶酶体靶向比率荧光探针。该探针以萘酰亚胺为能量供体、5-羧基四甲基罗丹明为能量受体,整合吡咯烷基团实现精确溶酶体靶向,并通过苯肼响应单元实现ONOO的特异性识别。探针表现出卓越性能:快速响应(10分钟内)、高灵敏度(检测限达80 nM)、优异的选择性以及抗生物硫醇干扰能力。细胞共定位实验证实其溶酶体靶向特异性(皮尔逊相关系数0.85),并能成功检测BV-2小胶质细胞中的内源性和外源性ONOO。此外,该探针在小鼠活体模型中展现出可靠的成像性能,并在深部组织中实现高信噪比、高分辨率的ONOO可视化,为研究溶酶体相关ONOO功能及炎症疾病机制提供了强大工具。

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