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Angew：復(fù)旦劉倩、張?jiān)葡鑸F(tuán)隊(duì)發(fā)展了一種通用的光激活標(biāo)簽的策略，并將其應(yīng)于超分辨成像
來(lái)源：復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系 2022-10-09
導(dǎo)讀：近日，復(fù)旦大學(xué)單分子成像課題組（SMILE）為了實(shí)現(xiàn)生物相容性好的長(zhǎng)波長(zhǎng)可見光活化，報(bào)道了一種通用的標(biāo)簽策略，在熒光分子上引入一個(gè)通用光籠基團(tuán)2,3-二氫-1,4-氧硫雜環(huán)己二烯（SO）。研究成果以“A Universal Photoactivatable Tag Attached to Fluorophores Enables Their Use for Single-Molecule Imaging”為題在線發(fā)表于期刊Angew. Chem. Int. Ed.上。復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系劉倩青年研究員和張?jiān)葡枨嗄暄芯繂T為共同通訊作者。
超分辨成像方法打破了傳統(tǒng)的光衍射極限，實(shí)現(xiàn)200 nm以下的分辨率?；诠饧せ畹膯畏肿佣ㄎ伙@微成像是超分辨熒光成像的一種，利用單個(gè)分子的光開關(guān)性質(zhì)，每張采集的圖像區(qū)域內(nèi)只有小部分熒光分子處于熒光態(tài)，大多數(shù)熒光分子處于暗態(tài)，通過(guò)提取每張圖像單分子定位信息，將數(shù)千張圖像重組成一張超分辨圖像，使它成為研究細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)的有力工具?；趩畏肿佣ㄎ怀直娉上裥枰饪烧{(diào)熒光分子，為開發(fā)光激活探針通常是引入可光裂解或光轉(zhuǎn)化的光籠基團(tuán)，從而實(shí)現(xiàn)熒光分子的光物理性質(zhì)改變進(jìn)而淬滅熒光，然后在特定激光激發(fā)下使光籠基團(tuán)分解或離去而恢復(fù)熒光態(tài)。這一過(guò)程通常需要兩束光，高功率的紫外光活化以及低功率的可見光激發(fā)。這兩束光需要在時(shí)間和空間上同步，此外紫外光對(duì)生物樣品有明顯的光毒性。
為了實(shí)現(xiàn)生物相容性好的長(zhǎng)波長(zhǎng)可見光活化，團(tuán)隊(duì)報(bào)道了一種通用的標(biāo)簽策略，在熒光分子上引入一個(gè)通用光籠基團(tuán)2,3-二氫-1,4-氧硫雜環(huán)己二烯（SO）。SO基團(tuán)主要通過(guò)光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移（PeT）淬滅熒光團(tuán)，在激發(fā)光的照射下淬滅的熒光團(tuán)可以被激活，熒光得到釋放。這類探針光活化激發(fā)光波長(zhǎng)與它們的吸收重疊，不需要對(duì)細(xì)胞光毒性較大的紫外光活化。在正常有氧環(huán)境中，激發(fā)光照射染料產(chǎn)生少量單線態(tài)氧，將SO基團(tuán)氧化為酯的衍生物，終止了PeT過(guò)程，熒光得以恢復(fù)，從而實(shí)現(xiàn)可見光活化。通過(guò)系統(tǒng)的光譜測(cè)定和單分子成像實(shí)驗(yàn)證實(shí)了其光激活特性。這一方法適用于不同骨架結(jié)構(gòu)的商用熒光探針，包括香豆素、氟化硼二吡咯、羅丹明和花菁類染料。此外，團(tuán)隊(duì)成功地將這些光激活探針用于活細(xì)胞器的超分辨率示蹤和神經(jīng)元微管的超分辨成像?？紤]到這一策略的通用性，團(tuán)隊(duì)認(rèn)為可以基于該SO標(biāo)簽開發(fā)更多的光激活探針，并可以利用這些光激活熒光團(tuán)探索更多生物過(guò)程。上述研究成果以“A Universal Photoactivatable Tag Attached to Fluorophores Enables Their Use for Single-Molecule Imaging”為題在線發(fā)表于期刊Angew. Chem. Int. Ed.上。復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系劉倩青年研究員和張?jiān)葡枨嗄暄芯繂T為共同通訊作者，復(fù)旦大學(xué)為唯一完成單位。該項(xiàng)研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金、上海市科委等項(xiàng)目的大力支持。參考資料：https://mp.weixin.qq.com/s/KiQJiNHZrx-vQO4rg70UdA
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