本技术介绍了一种新型双功能荧光探针,能够同时区分并检测三磷酸腺苷(ATP)和羟基自由基(·OH)。该探针通过简便的缩合反应合成,具有明确的化学结构式。
背景技术
线粒体异常的氧化应激和受损的能量代谢与多种疾病的发生发作密切相关(Nat.Med., 2014,20, 555−560)。研究与这些疾病相关的关键活性物种不仅提供了对疾病发病机制的了解,还有助于开发针对性和治疗性药物。羟基自由基(·OH)是一种寿命极短的活性氧,几乎可以损伤所有类型的大分子:DNA、核酸(突变)、蛋白质和脂质(脂质过氧化)等,被认为是毒性最大的活性氧,过量的·OH会对线粒体造成不可逆转的损伤(Chem. Res.Toxicol., 2008, 21, 172-188)。同时,ATP是调节线粒体能量代谢的一个重要信使。值得一提的是,ATP与·OH有重叠的作用。在线粒体呼吸链中,它伴随着自由基的产生而产生能量。然而,更高的代谢率诱导了更多的·OH生成,令人惊讶的是,ATP产量不足反过来也会导致·OH的增加,这是由于线粒体膜电位的变化。另一方面,·OH的过量水平可能会损伤蛋白质或DNA,进一步改变ATP的合成(Nat. Metab., 2019, 1, 975−984; Cell Res., 2011,21,817−834.)。因此,同时监测线粒体中·OH和ATP水平的实时动态变化具有极高的重要性。
目前,荧光探针成像分析由于具有快速响应和高灵敏度的能力,以及空间分辨率和令人满意的生物相容性而普遍受到青睐(Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, 16611–16615; Anal. Chem., 2016, 76, 166–181)。已经报道了许多用于检测ATP和·OH的荧光探针,但它们绝大部分均单独检测其中的一种(Anal. Chem., 2017, 89, 1749−1756)。目前,同时区分检测ATP和·OH仍是当前的巨大挑战。
实现思路