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　　近日，中國科學(xué)院上海藥物研究所和華東理工大學(xué)合作研究，以“光致變色熒光糖探針光控識(shí)別細(xì)胞內(nèi)靶物質(zhì)”為題的論文，在線發(fā)表在《自然-通訊》上，該研究為細(xì)胞的靶向、精準(zhǔn)功能標(biāo)記研究提供了新的光可控化學(xué)探針工具。

　　可靶向、精準(zhǔn)探測(cè)不同細(xì)胞生命和疾病過程的熒光探針技術(shù)，對(duì)生命科學(xué)的發(fā)展和疾病早期診斷具有重要意義。傳統(tǒng)熒光探針易受生物背景光干擾，且通常只能通過被動(dòng)擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞產(chǎn)生待測(cè)物識(shí)別信號(hào)，造成了探測(cè)的低精確性。為解決這一關(guān)鍵問題，研究人員通過將螺吡喃光致變色分子、1,8–萘酰亞胺熒光團(tuán)與具備膜受體主動(dòng)靶向功能的半乳糖分子共價(jià)連接，創(chuàng)制了可通過遠(yuǎn)程光控實(shí)現(xiàn)細(xì)胞精準(zhǔn)定位及靶標(biāo)識(shí)別的光致變色熒光探針。初步研究發(fā)現(xiàn)，通過紫外/可見光的循環(huán)照射可實(shí)現(xiàn)對(duì)探針螺吡喃/部花青結(jié)構(gòu)的可逆調(diào)控，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)探針萘酰亞胺熒光發(fā)射的循環(huán)“開/關(guān)”控制。此外，探針的螺吡喃態(tài)與細(xì)胞內(nèi)廣泛存在的硫化物不發(fā)生相互作用，而當(dāng)遠(yuǎn)程光激活其部花青態(tài)時(shí)，探針可迅速與亞硫酸根陰離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而阻斷探針的光致變色活性，使熒光處于恒定的“開啟”狀態(tài)。

　　基于其獨(dú)特的光學(xué)性質(zhì)，研究人員進(jìn)一步應(yīng)用所構(gòu)建探針實(shí)現(xiàn)了細(xì)胞精準(zhǔn)熒光標(biāo)記及光控靶標(biāo)識(shí)別：首先，探針可在水相中形成雙親性膠束，從而通過糖簇與一種膜受體的高親和力識(shí)別實(shí)現(xiàn)主動(dòng)細(xì)胞定位。隨后，通過紫外/可見光的循環(huán)調(diào)控，探針可在細(xì)胞內(nèi)執(zhí)行多次可重復(fù)的“熒光閃爍”現(xiàn)象，從而提升了熒光探針在復(fù)雜細(xì)胞內(nèi)環(huán)境中的定位精準(zhǔn)度。最終，探針可通過遠(yuǎn)程光激活策略（即螺吡喃向部花青結(jié)構(gòu)的光調(diào)變）實(shí)現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)源性亞硫酸根陰離子的靈敏探測(cè)與定量。

　　研究工作得到國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（973計(jì)劃）、國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金優(yōu)秀青年科學(xué)基金、高等學(xué)校學(xué)科創(chuàng)新引智計(jì)劃(111計(jì)劃)的資助。

光致變色熒光SP-Gal的分子設(shè)計(jì)及其在溶液和細(xì)胞內(nèi)的作用機(jī)制