11月7日,药学院张群林教授团队在国际分析化学期刊Sensors and Actuators-B Chemical(中科院一区Top期刊, IF=8.0)上发表题为《耐受ROS和线粒体靶向荧光探针用于准确检测线粒体粘度变化(ROS-tolerant and mitochondria-targeted fluorescent probe for accurate decipherment of viscosity change in mitochondria)》的研究文章。药学院张群林教授、卢海峰副教授为论文共同通讯作者,药学院青年教师陈忠祥,研究生苗卓青与安医大临床医学院青年教师王慧平为论文共同第一作者,安徽医科大学药学院为第一完成单位。
线粒体作为生物过程提供能量的场所,其内部的扰动,如粘度、pH值、极性和温度的变化,可能会破坏线粒体代谢及代谢物的扩散。由于该系统的复杂性,检测线粒体内的粘度仍是一项巨大的挑战。例如,线粒体粘度的变化可以在氧化应激期间阻碍活性氧(ROS)的扩散,反之,ROS的积累也可以通过细胞成分的氧化应激来调节线粒体粘度。因此,如何在高浓度ROS存在的情况下,准确测定线粒体粘度的变化是一个研究热点。
传统的D-A类探针,在高氧化体系中其桥连双键容易被氧化成为高能不稳定的二氧杂环丁烷体系,进一步诱导探针裂解,最终影响粘度测试结果(图A)。然而,通过对电子给体进行优化,降低其给电子能力,即可提高抗氧化能力(图B)。优化后的探针DCN-C在选定的粘度范围可以实现40.5倍的荧光强度增加,具有优异的粘度响应性能。
该研究成功合成了一种耐受高水平ROS且靶向线粒体的荧光探针DCN-C,并成功应用于精确监测线粒体中的粘度变化。这一分子设计克服了传统荧光探针在粘度检测中深受ROS干扰的缺点,显著提高分析结果的准确性与信号的真实性。
该研究得到国家自然科学基金、安徽省自然科学基金、安徽医科大学人才启动基金等项目资助。
论文链接:https://doi.org/10.1016/j.snb.2024.136911