巢晖教授團隊: 基于自組裝有機鉑(II)配合物的比率型雙光子生物熒光成像研究

與定性熒光探針相比，定量熒光探針更有助于人們提高對對生命過程和疾病發展的理解。基于金屬配合物的比率型熒光探針已有不少報道，但這些報道都集中于單分子，依賴于熒光探針與檢測底物之間的化學反應實現定量檢測。這類熒光探針檢測的準确性受環境因素影響，同時檢測底物的消耗還可能對生物正常的生理活動造成幹擾。

近期，太阳集团1088vip巢晖教授研究團隊利用有機鉑(II)配合物的自組裝，構建了一例與檢測底物無反應、雙光子激發的比率型雙發射熒光探針Pt1，并成功應用于生命過程的定量示蹤。與傳統有機鉑(II)配合物通過形成Pt-Pt相互作用誘導自組裝不同，Pt1的自組裝依賴于配體間的π-π堆積及互補氫鍵。Pt1在單分子時具有罕見的藍色發光（lem = 445 nm），而自組裝過程中，Pt1除了保留藍色發光，同時還出現黃色發光（lem = 574 nm），其黃光與藍光的比值具有濃度依賴性。

圖1, Pt1比率型雙發射熒光探針原理示意圖。

實驗表明，Pt1的細胞攝取量與細胞膜完整性呈線性關系。利用不同濃度的乙醇孵育，我們構建了細胞膜受損的生物模型。在乙醇或非乙醇處理的細胞中，Pt1的藍色發光強度均保持不變；而在細胞膜受損模型中，黃色發射強度呈乙醇濃度依賴性，因此黃色發射與藍色發射的比值可以反映細胞膜的損傷程度。

圖2, Pt1定量指示細胞膜損傷程度示意圖。

利用這一性質，Pt1成功應用于區分活細胞、細胞凋亡和壞死，同時還可以分析這一過程中細胞膜的損傷程度。斑馬魚急性炎症模型實驗結果證實Pt1可進一步用于實時檢測炎症過程中細胞膜的破損程度。

圖3, 斑馬魚急性炎症模型中細胞膜損傷的實時檢測。

該研究成果發表在著名化學綜合期刊Angewandte Chemie International Edition (IF = 12.959)，文章的第一作者是太阳集团1088vip2013級博士生歐陽乘。陳禹副教授（太阳集团app首页）、張喜庭博士（香港大學）、巢晖教授（太阳集团app首页）為共同通訊作者。（Cheng Ouyang, Yongguang Li, Thomas W. Rees, Xinxing Liao, Jianhua Jia, Yu Chen,* Xiting Zhang,* Liangnian Ji and Hui Chao*, “Supramolecular Assembly of An Organoplatinum(II) Complex with Ratiometric Dual Emission for Two-Photon Bioimaging”,  Angew. Chem. Int. Ed., 2020, DOI: 10.1002/anie.202014043）。全文鍊接：https://doi.org/10.1002/anie.202014043。

該項研究得到了以上研究工作得到了國家自然科學基金（Nos. 21525105, 21778079, 21977126），教育部 （No. IRT-17R111），中央高校基本科研業務費（No. 20lgjc01）和廣州“珠江科技新星”計劃（No. 201806010136）等項目的資助。