分享一篇来自Analytical Chemistry的文章“Evaluation of Cell Viability with a Single Fluorescent Probe Based on two Kinds of Fluorescence Signal Modes”。本文的通讯作者是来自广西大学化学学院的林伟英教授，他们课题组的主要研究方向是荧光探针与生物医学成像。在本文中，作者团队开发了具有两种信号模式的荧光探针用于更加准确的探测细胞活力。

      准确的评估细胞活力对于生物学研究有着重要的意义。与比色法相比，荧光探针提供了一种快速、实时和非侵入性的技术来区分活细胞和死细胞。当前，细胞活力探针的研发主要集中在探测发生早期凋亡的细胞，而对于早期坏死细胞的探测却少有报道。

      于是，在本文中作者基于①死、活细胞之间的线粒体酯酶活性差异；②细胞坏死早期伴随炎症而导致的线粒体粘度升高这两种生物学现象，构建了一种基于氯羟基二氢萘和部花青染料杂交的荧光探针ACD-E，用于分辨死、活细胞以及活细胞中处于坏死早期阶段的细胞。

      探针可以通过两种信号模式进行细胞活力的区分。①“多颜色模式”（dual-color mode）：在ACD-E结构中，乙酰氧基为线粒体酯酶的识别基团，在活细胞中经酯酶水解后形成的羟基作为电子供体，通过4-氯-1,2-二氢萘与电子受体部花青染料分子形成具有“D-π-A”构型的CHD-V，导致荧光信号发生红移，而死细胞中则不会发生这一现象。②“开关模式”（turn-on mode）：当所处环境中黏度增加时，基于分子内扭转电荷转移现象(TICT)，CHD-V的分子内化学键的旋转受阻将导致其荧光信号显著增强。

      作者通过体内外实验以及理论计算证明了探针的可行性。体外与酶的共孵育实验以及溶液黏度变化实验表明, 酯酶（0.1U/ml）的加入可以使得ACD-E的荧光信号由441nm红移至692nm，且溶液的颜色会肉眼可见的由黄色变为浅棕色。而溶液中随着甘油浓度的升高（黏度由0.56cp升至355cp），716nm处的荧光强度升高了10倍；此外，理论计算的结果也表明，当CHD-V处于甲醇溶液中时分子的二面角为90°，而处于黏度较高的甘油中时二面角则为0°，更接近于理想的激发态，从而可以引发更强的分子内电子转移过程。

      最终，作者分别将探针与Hela细胞以及斑马鱼共培养，结果表明ACD-E在进入细胞后可以聚集在线粒体部位并且呈现红色荧光，在死细胞中显示为黄色荧光，而在脂多糖（LPS）诱导的早期坏死中则呈现出更强的红光。

      总的来说，本文构建了具有两种模式的探针荧光探针ACD-E，该探针可以分别通过“多颜色模式”和“开关模式”分辨死、活细胞以及活细胞中处于坏死早期阶段的细胞。

本文作者：WYQ

责任编辑：Guo ZH

原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.1c02911 

文章引用：DOI：10.1021/acs.analchem.1c02911