【儀表網 研發快訊】近日，大連化學物理研究所生物技術研究部分子探針與熒光成像研究組(1818組)徐兆超研究員、喬慶龍副研究員團隊提出基于氮雜環丁烷甲酰胺(azetidinecarboxamide)的熒光配體偶聯策略，在同一分子框架內一體化地實現了熒光探針亮度提升，以及與靶向配體多樣性偶聯，為活細胞超分辨熒光成像提供了兼具高亮度、多靶點適配性的新一代分子工具。
 

　　熒光配體偶聯物是細胞成像領域的核心工具，通過將靶向配體與熒光染料結合，實現對特定生物分子的精準示蹤。隨著超分辨熒光成像和細胞網絡動態解析的發展，迫切需要多樣性的高亮度熒光探針。然而，傳統方法面臨合成復雜度高與性能受限的雙重挑戰：一方面，提升熒光量子產率通常需對染料核心進行結構修飾，例如抑制分子內扭轉電荷轉移效應(TICT)，這會阻礙后續配體偶聯位點的引入；另一方面，現有偶聯策略依賴染料外圍功能基團(如羧酸、胺基)的逐步修飾，導致合成步驟冗長。
 

 

　　針對上述問題，本工作提出氮雜環丁烷甲酰胺一體化策略。該策略創新地將熒光增強模塊與配體偶聯位點整合于同一分子骨架：氮雜環丁烷環通過剛性結構抑制TICT效應，使熒光量子產率顯著提升；甲酰胺羰基則作為通用偶聯位點，可與氨基、巰基等各類配體快速結合，無需額外引入功能基團。與傳統“先修飾染料、后偶聯配體”的分步策略相比，該策略利用羰基作為通用偶聯位點，可直接連接靶向配體，無需額外修飾，因此大幅縮減了合成步驟。基于該策略，團隊構建了涵蓋香豆素、萘酰亞胺、NBD、羅丹明、羅丹瑩、硅羅丹明等六類熒光染料，以及HaloTag、SNAP-tag、CA IX、線粒體靶向分子等六類配體的探針庫，覆蓋可見光至近紅外光譜。
 

　　相關研究成果以“Bright and Versatile Azetidinecarboxamide-Based Fluorophore-Ligand Conjugates for High-Resolution Cell Imaging”為題，發表在《德國應用化學》(Angewandte Chemie International Edition)上。該工作的第一作者是我所1818組博士后許寧。該研究得到國家自然科學基金、中國科學院穩定支持基礎研究領域青年團隊計劃、我所創新基金等項目的資助。(文/圖 許寧、喬慶龍、徐兆超)