过氧亚硝酸盐（ONOO^-）是由超氧阴离子自由基和一氧化氮自由基形成的具有高活性的氮物种，是很多体内循环途径的信号传导分子。但该传导分子也可对一些生物靶标如脂质、蛋白、DNA等造成不可逆转的损伤。因此，ONOO^-被认为是包括炎症、癌症和神经退行性疾病等许多疾病的关键致病因子。谷胱甘肽（GSH）是一种天然三肽，普遍以硫醇还原的形式（GSH）和二硫代的形式（GSSG）存在于细胞内部，作为动物细胞中的抗氧化剂可保护DNA免受氧化，因而常被称为“抗氧化之母”。GSH可被ONOO^-直接氧化，因此可作为ONOO^-的清除剂，进而起到细胞防护的作用。

小分子荧光探针具有高灵敏度、高选择性和良好的时空分辨率，在胞内生物分析物成像等领域备受化学生物学家的青睐。传统的荧光探针大多基于单一分析物的检测，而近年来许多团队已开发出用于双分析物或多分析物同时探测的荧光探针，从而提升医学诊断的精准性。然而，目前可用于协同检测ONOO^-和GSH，进而指示这两种细胞内容物之间生物学关系的荧光探针较为少见。近日，华东理工大学的贺晓鹏副研究员（点击查看介绍）团队与英国巴斯大学的Tony D. James教授团队首次报道了一种可ONOO^-和GSH共同响应的“AND型”逻辑荧光探针（GSH-PF3）。

GSH-PF3以市售荧光素为母体结构，通过将2,4-二硝基苯磺酰基（GSH响应基团）引入已知的基于硼酸盐的荧光探针PF3骨架。通过光谱研究发现，当GSH或ONOO^-单独存在时，探针的荧光响应极其微弱，而当GSH-PF3暴露于两种分析物的混合物时，其荧光强度显著增强（40倍）。GSH-PF3还表现出对GSH和ONOO^-良好的选择性。细胞成像实验同样证实，在单独添加GSH或ONOO^-时探针未表现出荧光，而当两种分析物同时存在时胞内荧光显著增强。同时，该研究团队还利用GSH-PF3成功监测了炎症诱导发生过程中ONOO^-和药物处理产生GSH剂量平衡的情况，从而为炎症和各种其他相关疾病治疗过程中药物剂量的优化提供了一种新的化学工具。

这一成果近期发表在Chemical Science 上，文章的共同第一作者是英国巴斯大学的Adam C. Sedgwick博士和华东理工大学的博士研究生韩海浩，共同通讯作者为华东理工大学的贺晓鹏副研究员、英国巴斯大学的Adam C. Sedgwick博士、Steven Bull教授和Tony D. James教授。

该论文作者为：Adam C. Sedgwick, Hai-Hao Han, Jordan E. Gardiner, Steven D. Bull, Xiao-Peng He and Tony D. James

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The development of a novel AND logic based fluorescence probe for the detection of peroxynitrite and GSH

Chem. Sci., 2018, 9, 3672, DOI: 10.1039/C8SC00733K

导师介绍

贺晓鹏

http://www.x-mol.com/university/faculty/10521