Fluolab【Angew.Chem.】三种不同的发光响应模式，新型铱(III)菲咯啉二酮配合物实现免洗的生物正交超分辨细胞成像
简介
该研究报道了一系列磷光铱(III)菲咯啉二酮配合物，其能够对α-当归内酯修饰的生物分子进行生物正交反应，并展现敏感的磷光寿命变化。这些配合物无需洗涤，即可通过时空分辨成像实时监测细胞标记过程，为生物正交标记提供了一种新型寿命响应探针。
摘要
生物正交荧光探针在生物医学研究中起到关键作用，能够在生物体系中实现高选择性、无洗涤的特定生物分子成像。本研究报道了一类基于磷光的生物正交探针——铱(III)菲咯啉二酮配合物，具有独特的寿命响应特性。通过生物正交反应，该探针展现三种不同的发光响应模式，其中部分探针表现出寿命显著延长，而不改变发光强度。这种寿命变化使得无洗涤实时生物成像成为可能，并借助光致磷光寿命显微镜(PLIM)实现高时空分辨的标记过程监测。本研究证明，该类探针可用于细胞器定位及特定蛋白标记，揭示细胞内生物分子的动态变化，为活细胞成像提供新的化学工具。
研究结果与讨论
铱(III)配合物的合成及表征
本研究合成了一系列铱(III)菲咯啉二酮配合物，采用铱(III)二聚体与菲咯啉二酮进行反应，并进行结构表征，包括核磁共振、质谱、紫外-可见光吸收光谱及循环伏安法。
生物正交反应及磷光响应特性
研究发现，该系列配合物与α-当归内酯反应后展现三种不同的磷光响应模式。部分配合物表现出发光强度显著增强，而部分配合物则表现出寿命显著延长，而强度变化较小。这些不同的响应方式归因于其发射态的变化。
在蛋白质标记中的应用
这些配合物成功用于牛血清白蛋白(BSA)的生物正交标记，标记效率高，且通过PLIM验证了寿命变化的有效性。这表明该类探针可用于无洗涤的蛋白标记分析。
细胞内生物正交反应及成像分析
在活细胞实验中，该探针可无洗涤地进行细胞内生物正交标记，并通过PLIM实现实时监测。研究发现，部分配合物进入细胞后发生生物正交反应，并经历寿命显著延长，使其可用于细胞器定位。
生物正交标记在细胞膜、糖基化蛋白及受体标记中的应用
本研究进一步探讨了该探针在细胞膜修饰、糖基化标记以及受体标记中的应用。实验表明，铱(III)配合物能够实现高效的膜蛋白标记，并在糖基化修饰及受体介导的标记过程中展现高度的选择性与特异性。
结论
本研究成功开发了一类基于寿命变化的铱(III)磷光生物正交探针，能够在细胞环境中实现无洗涤的时空分辨标记。这些探针为生物医学成像提供了新的可能性，可广泛应用于蛋白标记、细胞器定位以及细胞动力学研究。
该研究强调了磷光寿命探针在生物正交标记中的独特优势，为未来活细胞成像技术的发展提供了重要的研究基础。