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隨著生命科學(xué)學(xué)科的蓬勃發(fā)展，人們對(duì)亞細(xì)胞器的研究不斷深入。溶酶體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、線粒體和細(xì)胞核作為真核細(xì)胞的主要細(xì)胞器，承擔(dān)了必要且重要的生命活動(dòng)。近年來，由于其高靈敏度、高分辨率以及快速的響應(yīng)時(shí)間等特性，熒光成像技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于生物學(xué)以及醫(yī)學(xué)等眾多領(lǐng)域之中。細(xì)胞器熒光探針能夠滲透到細(xì)胞內(nèi), 選擇性地與細(xì)胞器結(jié)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(zhì)網(wǎng)、線粒體、細(xì)胞核等細(xì)胞器的清晰熒光圖像, 而且可以動(dòng)態(tài)觀察活細(xì)胞的形態(tài)學(xué)變化。目前，雖然商品化的細(xì)胞器熒光探針試劑層出不窮，但大部分試劑合成工藝復(fù)雜，價(jià)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(yīng)，為高效構(gòu)建含雜原子的多環(huán)芳烴熒光分子庫提供了強(qiáng)大的合成工具。在對(duì)分子庫中的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行大量的可重復(fù)性的活細(xì)胞共聚焦成像實(shí)驗(yàn)后得出結(jié)論：氮原子所處的化學(xué)環(huán)境可以調(diào)控分子庫中分子對(duì)細(xì)胞器的標(biāo)記位點(diǎn)。根據(jù)分子中氮原子不同的化學(xué)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(biāo)記溶酶體，其質(zhì)子化的分子結(jié)構(gòu)能很好地避免破壞溶酶體的酸性環(huán)境，友好的實(shí)現(xiàn)對(duì)溶酶體的長(zhǎng)時(shí)間示蹤監(jiān)測(cè)；II型分子經(jīng)I型分子去質(zhì)子化后所得，可靶向標(biāo)記內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，相較于市面上昂貴的內(nèi)質(zhì)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(gè)選擇；III型分子可靶向標(biāo)記線粒體；IV型分子可對(duì)線粒體和細(xì)胞核進(jìn)行共標(biāo)記。V型分子的穩(wěn)定性不足，沒有進(jìn)行活細(xì)胞共聚焦成像實(shí)驗(yàn)。

期待碳?xì)滏I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。