分享一篇发表在Angew上的文章，本文的通讯作者是来自美国匹兹堡大学化学系的Kazunori Koide教授，他们课题组的研究方向主要是天然产物合成和化学荧光传感器。
过氧化氢（H2O2）是一种与多种生物过程相关的活性氧（ROS），由于H2O2在维持细胞稳态中的两面性，了解其生物学特性也变得越来越重要。之前的研究中发展过一些ROS的非特异性探针，这些探针不能特异性的识别H2O2对生物体造成的影响。目前对于H2O2具有高特异性和时间分辨率的探针是基于基因编码的蛋白质探针，基于蛋白质探针的研究表明，一旦组织损伤，H2O2会在数秒至数分钟内在损伤部位产生梯度，从而促进免疫细胞的调动，而目前化学探针还不能进行这种检测。目前用于检测H2O2的化学探针主要以硼酸酯为功能基团，但是这种探针只能检测到离子形式的HOO-，而这种形式的H2O2在生理状态下占比很低（~0.1% of H2O2），并且这类探针在生物体系中释放荧光信号需要大约需要30min。本文基于烯丙基硒醚氧化产物的硒代Mislow-Evans 重排反应，开发了一种在细胞内快速检测H2O2的探针，该探针能够选择性与H2O2反应释放荧光信号。
作者设想这种烯丙基硒醚化合物可以通过与H2O2发生氧化反应形成过渡态TS1，随后硒氧化物2发生Mislow-Evans重排得到中间体3，水解之后，释放荧光酚5，从而达到监测目的。作者认为从中间体3到荧光酚可能的途径有两条：1）中间体3的Se-O键断裂，变为半缩醛4，之后自发生成丙烯醛和荧光分子。2）硒醚先被H2O2氧化后再发生断键反应，形成中间体4。作者合成该探针后，通过1H-NMR和HPLC验证了与H2O2的反应机理，并且证明该过程通过途径一启动荧光基团。之后，作者进行了速率常数的测定，并验证了该探针可以定量检测H2O2的浓度。
接下来，作者对该探针的特异性进行了研究。分别对ROS中的O2•-, 1O2, •OH, ClO-, ONOO-, tBuOOH和活性氮（RNS）中的NO3-, NO2-, and NO•进行了评估，相比于与H2O2的反应，探针与其他ROS和RNS的反应性非常小。对于其中一些能够生成H2O2或以H2O2为原料的ROS，作者设置了不同的对照实验，排除了探针与其他ROS反应的可能性，并通过过氧化氢酶对荧光的消除作用进一步验证了探针与H2O2的特异性反应。之后作者研究了探针在pH4–7.3范围内对H2O2的响应，以确定探针是否可以在酸性或中性的细胞内环境中发挥作用，结果证明，当pH值高于5.4时，荧光信号较高，酸性条件下信号变弱。最后，作者使用该探针在细胞和斑马鱼体内对外源性和内源性H2O2分别进行了检测，发现该探针与广谱的ROS探针相比灵敏度更高，并且检测H2O2的动力学比预期更快。
总之，本文基于硒代Mislow-Evans重排反应，开发了一种特异性检测H2O2的荧光探针，能够快速响应外源和内源产生的H2O2。
本文作者：Cheny
原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ange.202007104
原文引用：DOI：10.1002/ange.202007104
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