新型近红外荧光探针成像细胞肺纤维化过程粘度变化

引用本文: 杨科，刘莹，王佩佩，等 . 新型近红外荧光探针成像细胞肺纤维化过程粘度变化 [J]. 化学试剂 , 2023, 45(4): 8-13 .

DOI:10.13822/j.cnki.hxsj.2022.0876

背景介绍

(相关资料图)

肺纤维化是一种致命疾病，患病率不断上升。 肺纤维化的非放射性和无创性早期诊断可以改善预后，但却是艰巨的挑战。 粘度的异常是肺纤维化的典型微环境特征。 最近，粘度的精准可视化检测引起了人们的广泛兴趣。 然而，由于其特性复杂，直接观察生物系统中的粘度仍然是一个巨大的挑战。 线粒体粘度波动与肺纤维化、糖尿病、神经退行性疾病、癌症等多种疾病有关。

本文亮点

1

开发了一种近红外荧光探针，NIR-V-BR，通过响应粘度变化来检测细胞肺纤维化过程；

2

表现出很好的生物相容性，且具有良好的线粒体靶向能力。

内容介绍

1 实验部分

2 结果与讨论

2.1探针的合成及探针的光学性质测试

从图 2 中，可以看到 NIR-V-BR 的激发波长在水和 50% 的甘油体系中红移了 40 nm （520～560 nm） ，这可能是由于共轭体系的增加导致的结果 。 随后，测试了一系列不同的粘度梯度（ 0.893～856.0 cP ），以更准确地测试 NIR-V-BR 和粘度之间的响应关系。结果发现， NIR-V-BR 对粘度的反应可增强近 180 倍（图 3 ）。

2.2 探针细胞毒性实验

在荧光成像之前，通过标准的MTT细胞毒性实验评估了 NIR-V-BR在A54 9 细胞中的细胞毒性（图 8 ）。

2.3线粒体共定位荧光成像

线粒体内膜带负电，由于探针本身带正电，在 A549 细胞中对 NIR-V-BR 和商用线粒体绿色定位剂进行了共定位实验。从图 9 可以看出， NIR-V-BR 的红色荧光与商用线粒体绿色定位剂的绿色荧光可以很好地重叠。

2.4 探针细胞成像应用

两种抗真菌药物，制霉菌素莫能菌素可诱导功能紊乱，导致细胞内粘度的变化如图 10所示，仅用 NIR-V-BR处理的细胞荧光较弱，荧光强度随着制霉菌素或莫能菌素引起的细胞内粘度的增加而大大增强。

3 结论

综上所述，开发了一种近红外荧光探针， NIR-V-BR，通过响应粘度变化来检测细胞肺纤维化过程。 NIR-V-BR在低粘度下几乎没有荧光，而在高粘度条件下有明亮强的近红外荧光 （730 nm），最大可增强近 180倍。 NIR-V-BR对粘度具有良好的选择性。