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隨著生命科學學科的蓬勃發(fā)展，人們對亞細胞器的研究不斷深入。溶酶體、內(nèi)質網(wǎng)、線粒體和細胞核作為真核細胞的主要細胞器，承擔了必要且重要的生命活動。近年來，由于其高靈敏度、高分辨率以及快速的響應時間等特性，熒光成像技術已經(jīng)被廣泛應用于生物學以及醫(yī)學等眾多領域之中。細胞器熒光探針能夠滲透到細胞內(nèi), 選擇性地與細胞器結合。利用共聚焦激光掃描顯微鏡(CLSM)不但可以獲得溶酶體、內(nèi)質網(wǎng)、線粒體、細胞核等細胞器的清晰熒光圖像, 而且可以動態(tài)觀察活細胞的形態(tài)學變化。目前，雖然商品化的細胞器熒光探針試劑層出不窮，但大部分試劑合成工藝復雜，價格昂貴。

游勁松課題組利用C=X (X = N, O, S, N-R)與炔烴的氧化環(huán)化反應，為高效構建含雜原子的多環(huán)芳烴熒光分子庫提供了強大的合成工具。在對分子庫中的分子結構進行大量的可重復性的活細胞共聚焦成像實驗后得出結論：氮原子所處的化學環(huán)境可以調(diào)控分子庫中分子對細胞器的標記位點。根據(jù)分子中氮原子不同的化學環(huán)境將分子庫中的分子劃分成I型、II型、III型、IV型、V型熒光分子。其中，I型分子可靶向標記溶酶體，其質子化的分子結構能很好地避免破壞溶酶體的酸性環(huán)境，友好的實現(xiàn)對溶酶體的長時間示蹤監(jiān)測；II型分子經(jīng)I型分子去質子化后所得，可靶向標記內(nèi)質網(wǎng)，相較于市面上昂貴的內(nèi)質網(wǎng)探針試劑，穩(wěn)定的II型分子不失為研究需求者的另一個選擇；III型分子可靶向標記線粒體；IV型分子可對線粒體和細胞核進行共標記。V型分子的穩(wěn)定性不足，沒有進行活細胞共聚焦成像實驗。

期待碳氫鍵活化助力新材料和新藥物開發(fā)蓬勃發(fā)展。

該研究成果發(fā)表在Advanced Functional Materials (DOI: 10.1002/adfm.202004511)上，論文第一作者為博士研究生馬蔚欣。通訊作者為游勁松教授。