Analyst |用于检测细胞外ATP的细胞膜靶向近红外荧光探针

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ATP是细胞内的代谢产物和信号分子之一,ATP作为信号分子在肿瘤的进展和转移中起着关键作用。开发一种检测细胞外ATP的荧光探针对肿瘤治疗至关重要。然而,目前的小分子荧光探针仅用于检测细胞内ATP,而用于检测细胞外ATP的小分子荧光探针仍然缺乏。作者构建了一类对称的荧光探针NIR-P,其一端连接到细胞膜,另一端与ATP结合,用来检测细胞外ATP。

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作者在水/甘油混合物中测得其荧光特性,测得的最大吸收波长和最大发射波长分别是514nm和640nm。NIR-P在与ATP相互作用后,在514 nm处的吸收峰蓝移至512 nm,增加ATP浓度后荧光强度增加,荧光强度与ATP浓度呈线性关系。此外,相对于其他生物阴离子NIR-P对ATP表现出高选择性。当NIR-P与其他生物阴离子结合时,没有表现出明显的荧光增强,表明NIR-P对ATP的响应选择性较高。

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接下来进行细胞实验研究,首先研究了NIR-P的毒性。细胞活力超过80%,表明NIR-P在实验浓度范围内细胞毒性较低。进行共定位实验来确认NIR-P的细胞膜靶向能力,重叠系数高达0.95,表明表明NTR对细胞膜靶向具有特异性。接着进行了荧光成像实验,将NIR-P与HeLa细胞孵育1小时后显示出红色荧光。然后用2-脱氧葡萄糖(可降低ATP水平)处理不同时间后,红色荧光强度逐渐降低。接着继续加入ATP后,红色荧光恢复。

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作者进一步研究体内ATP的检测。将裸鼠分为4组,用2-脱氧葡萄糖处理的裸鼠没有荧光(图A),用NIR-R处理10min后的裸鼠表现出荧光(图B)当进一步用2-脱氧葡萄糖处理裸小鼠时,荧光出现显著下降(图C),最后又添加ATP后,观察到明显的荧光增强(图D)。这表明NIR-R可以应用于活体ATP成像。

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总之,作者合成了具有疏水性烷基链和亲水性大环多胺的近红外荧光探针NIR-P,可以特异性地靶向细胞膜和细胞外ATP成像。


本文作者:WHF
责任编辑:FJY
DOI:10.1039/d2an00893a
原文链接:
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/an/d2an00893a


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