为大家分享一篇发表在Anal. Chem.上的文章“Rational Design, Synthesis of Fluorescence Probes for Quantitative Detection of Amyloid‑β in Alzheimer’s Disease Based on Rhodamine-Metal Complex”。本文的通讯作者是中国科学院大学深圳先进技术研究院的龚萍、蔡林涛老师和黄淮学院的刘闯军老师。
β-淀粉样蛋白斑块（Aβ42）的高效检测和监测可以极大地促进阿尔茨海默病（AD）的诊断和治疗。荧光成像是一种很有前途的方法，但准确测定Aβ42仍然是一个挑战。开发可靠的荧光探针来检测 Aβ42 至关重要。目前已经开发出一些靶向Aβ42的小分子探针，然而，这些报道的探针都不能实现Aβ42的定量检测，并且需要很长时间才能达到平衡。因此，开发一种能快速、定量检测Aβ42的探针是当务之急。在此，作者报告了一种基于罗丹明-铜络合物 Rho1-Cu～Rho4-Cu的Aβ42荧光探针的设计策略，其中Rho4-Cu表现出最佳性能，同时具有高灵敏度（检测限 = 24 nM）、高亲和力（Kd = 23.4 nM)和高选择性。因此，作者进一步选择Rho4-Cu对AD小鼠的Aβ42进行成像，结果表明该探针可以有效区分正常小鼠和AD小鼠。
在这项工作中，作者受到Cu2+与Aβ42有一些共价结合位点的启发，首先报道了基于罗丹明-铜配合物的一系列可活化Aβ42荧光探针的设计和合成，命名为Rho1-Cu～Rho4-Cu。由于罗丹明荧光量子产率高，光谱性质可调，作者选择罗丹明作为荧光基团。利用4个不同的Cu2+螯合基团作为Aβ42的识别单元，因为Cu2+既可以与Aβ42有效结合，又可以猝灭罗丹明的荧光。作者假设设计的探针Rho1−4与铜离子螯合，形成罗丹明-铜配合物(Rho1-Cu～Rho4-Cu)伴随荧光猝灭。当金属配合物通过共价键与Aβ42进一步结合，使荧光恢复。作者首先合成了一系列探针，并在缓冲液中探究它们在Aβ42加入前后的发光性能。如预期的那样，一开始Cu2+通过光诱导能转移(PET)效应猝灭Rho1 - 4的荧光，而Aβ42的加入改变了猝灭环境，荧光再次恢复，这是由于Cu配合物与Aβ42通过共价键结合，抑制PET效应。
作者接下来使用分子对接对Cu配合物和Aβ42的相互作用进行了模拟，结果显示，探针插入到Aβ42表面的凹槽中，占据了由非极性残基Gln15、Leu17和Leu34形成的结合位点，该结合位点以疏水作用为主。作者还发现其他已报道的Aβ探针与他们的探针具有相同的对接模式，这进一步证实了Cu配合物探针的可行性。
此外，配合物也表现出对不同浓度Aβ42独特的线性关系，响应过程可在1 min内达到平衡，具有良好的敏感性和亲和性。作者进一步应用APP/PS1转基因小鼠对Rho4-Cu进行组织学染色和双光子成像进一步证实了上述结果。总的来说，本文发展了一种基于罗丹明-铜络合物 Rho1-Cu～Rho4-Cu的Aβ42荧光探针，可以实现活体内可定量的Aβ42蛋白成像。
本文作者：WQW
责任编辑：LDY
原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.2c01911
文章引用：DOI：10.1021/acs.analchem.2c01911
目前评论：