高尔基体靶向次氯酸响应型近红外荧光探针的设计、合成及细胞成像应用
Design,synthesis,and application in cellular imaging of a golgi apparatus-targeted hypochlorous acid-responsive near-infrared fluorescent probe
摘要目的 设计并合成一种高尔基体(golgi apparatus,GA)靶向近红外荧光探针MB-GA,探究其对次氯酸(hypo-chlorous acid,HClO)的光谱响应特性及活细胞成像性能,为亚细胞水平实时监测GA内HClO动态变化提供潜在工具.方法 以亚甲蓝(methylene blue,MB)为近红外荧光母核、4-(2-氨乙基)苯磺酰胺为GA靶向单元、内酰胺为HClO响应开关,设计并合成探针MB-GA.通过核磁共振氢谱/碳谱、高分辨质谱及密度泛函理论计算进行结构验证.利用紫外-可见和荧光分光光度计分析其光谱响应性能,CCK-8法检测其对HepG2和4T1细胞增殖活性的影响,激光共聚焦成像验证GA靶向定位能力及其对外源/内源HClO的成像效果.结果 MB-GA合成简便,产率达65%.MB-GA的HOMO-LUMO能隙高于MB(4.0 864 eV vs 2.4 800 eV),且振子强度较弱(f=0.0 010),摩尔消光系数(3.0×103 L?mol-1?cm-1)偏低.MB-GA对HClO响应迅速(约10 s)、灵敏度高(检测限0.067 μmol/L)、选择性好,且在pH为4.0~11.0和连续光照下光稳定性良好.MB-GA 对 HepG2 和 4T1 细胞增殖的抑制作用呈剂量依赖性(均 P<0.001),其中 MB-GA 浓度为10 μmol/L时,细胞的存活率高于50.0%.共聚焦成像显示,MB-GA具有一定的GA靶向能力(皮尔逊相关系数0.6);加入外源HClO或LPS诱导后荧光显著增强,且在肿瘤细胞HepG2(50.67±2.08)、4T1(59.33±3.65)细胞的荧光增强幅度明显大于正常肝细胞THLE-3(26.33±2.52).结论 本研究成功构建了一种可靶向GA的HClO响应型荧光探针MB-GA,该探针光谱性能良好并能有效区分癌细胞与正常细胞,有良好的潜在应用价值.
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