精确追踪线粒体极性的荧光化学探针策略

今天给大家分享一篇发表在期刊 Anal. Chem. 上的文献：Fluorogenic Chemical Probe Strategy for Precise Tracking of Mitochondrial Polarity

概要

线粒体极性是众多病理和生物过程的重要指标，因此，开发能够靶向线粒体并可视化监测其极性的荧光探针具有重要意义。在本研究中，设计了以N,N-二烷基氨基罗丹明为骨架的荧光探针，该骨架对极性环境敏感，其中烷基链的长度经过合理调整，以获得不同的极性识别模式。通过引入靶向线粒体的功能团，获得了三种具有荧光特性的化学探针ROML-1、ROML-2和ROML-3，它们能够精确、动态和可视化地靶向线粒体并监测其极性。这些探针对极性的变化表现出独特的响应。ROML-1和ROML-2遵循开关模式，而ROML-3则为比率模式。研究表明，ROML-3对极性的高度敏感性和比率荧光特性归因于甲基基团，而非乙基或丁基基团。短甲基链的引入使得ROML-3中二烷基氨基取代基与荧光团之间的二面角可旋转，并增大了基态和激发态之间的能量间隙，这一结果得到了密度泛函理论（DFT）计算的验证。此外，ROML-3被用来通过共聚焦显微镜成像监测线粒体极性，结果显示，与健康细胞相比，癌细胞中的线粒体极性增强；同时，衰老细胞中的线粒体极性相较于年轻细胞更高。当前探针ROML-3已被证明是监测线粒体极性动态的有效工具，显示出在生物医学研究和疾病诊断中的潜在重要性。

参考文献：DOI：10.1021/acs.analchem.4c02364