韓國慶熙大學Youngmi Kim課題組J. Am. Chem. Soc.: 通過J聚體熒光探針選擇性追蹤嗜酸粒細胞過氧化酶活性

【引言】

嗜酸粒細胞是一類白細胞，在宿主防御感染和參與哮喘和過敏等疾病過程中扮演了十分重要的角色。不僅如此，包括自免疫疾病和何杰金氏病在內的等多種疾病都與嗜酸粒細胞的數量增加密切相關。粒細胞的細胞毒性主要來自粒細胞可以通過鹵過氧化物酶氧化鹵素形成氫鹵酸。中性粒細胞中的髓過氧化物酶可以將氯離子轉化為氫氯酸，而嗜酸粒細胞過氧化酶則將溴離子氧化成氫溴酸。由于嗜酸粒細胞的紊亂，氫溴酸的強氧化性和鹵化性會導致炎癥和組織損傷。目前為止，針對MPO活性檢測的熒光探針有很多，而對EPO活性特異檢測的熒光探針還未被報道過。

【成果簡介】

近日，韓國慶熙大學Youngmi Kim教授（通訊作者）課題組報導了一種熒光探針可以特異性實現嗜酸粒細胞過氧化酶的檢測與成像。在這個工作中，作者利用氫溴酸相對于氫氯酸的高動力學選擇性，可將探針鹵代。由于鹵化后的分子通過自組裝形成J聚體，熒光不但沒有猝滅，反而得到增強。探針分子在細胞和小鼠活體成像中均得到很好的效果。該成果以題為"Selective Monitoring and Imaging of Eosinophil Peroxidase Activity with a J-Aggregating Probe"發表在J. Am. Chem. Soc.上。

【圖文導讀】

Scheme?1.?點亮熒光探針檢測EPO活性示意圖

Figure 1. 探針分子的物理性質表征

(a).探針分子在水和乙腈混合溶液中的吸收光譜和發射光譜

(b).探針分子的粒徑分析

(c).激發磷光繪圖

(d).磷光弛豫和擬合曲線

Figure 2. 探針分子對氫溴酸的特異性檢測

(ab).探針分子在與氫溴酸反應前后的吸收和發射光譜

(c).探針分子在不同濃度氫溴酸處理前后的光譜變化

(d).探針分子對氫溴酸的特異性響應

圖3. 探針分子在溶液中對EPO的響應

(a,b).探針分子與不同濃度EPO作用的吸收光譜和發射光譜

(c).探針分子在不同組份溶液中的熒光響應

圖4. 探針分子在MPO/H₂O₂/Cl^-和EPO/H₂O₂/Br^-體系中的顏色和熒光響應

圖5. 探針分子的細胞成像

(a).探針分子在巨噬細胞中的熒光成像

(b).探針分子在不同細胞條件下的熒光變化差異

圖6. 探針分子的小鼠活體成像

(a).沙氏門菌感染小鼠前后，小鼠體內的嗜酸粒細胞和嗜中性粒細胞水平的差異

(b).探針分子在沙氏門菌感染前后小鼠體內的熒光響應

【小結】

在這個工作中，作者設計合成了一種熒光探針，可對EPO產生的次溴酸實現選擇性的檢測和成像，并不受到MPO所產生的次氯酸的影響。探針的響應時間在2秒以內，檢測限可達0.09?ng/mL.

Selective Monitoring and Imaging of Eosinophil Peroxidase Activity with a J-Aggregating Probe

?(J. Am. Chem. Soc., 2018, DOI: 10. 1021/jacs.8b07073)

本文由材料人學術組gaxy供稿，材料牛整理編輯。 ?

歡迎大家到材料人宣傳科技成果并對文獻進行深入解讀，投稿郵箱tougao@cailiaoren.com。

投稿以及內容合作可加編輯微信：cailiaokefu。 ?