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Angew:復旦劉倩、張云翔團隊發展了一種通用的光激活標簽的策略,并將其應于超分辨成像
來源:復旦大學化學系 2022-10-09
導讀:近日,復旦大學單分子成像課題組(SMILE)為了實現生物相容性好的長波長可見光活化,報道了一種通用的標簽策略,在熒光分子上引入一個通用光籠基團2,3-二氫-1,4-氧硫雜環己二烯(SO)。研究成果以“A Universal Photoactivatable Tag Attached to Fluorophores Enables Their Use for Single-Molecule Imaging”為題在線發表于期刊Angew. Chem. Int. Ed.上。復旦大學化學系劉倩青年研究員和張云翔青年研究員為共同通訊作者。
超分辨成像方法打破了傳統的光衍射極限,實現200 nm以下的分辨率。基于光激活的單分子定位顯微成像是超分辨熒光成像的一種,利用單個分子的光開關性質,每張采集的圖像區域內只有小部分熒光分子處于熒光態,大多數熒光分子處于暗態,通過提取每張圖像單分子定位信息,將數千張圖像重組成一張超分辨圖像,使它成為研究細胞超微結構的有力工具。基于單分子定位超分辨成像需要光可調熒光分子,為開發光激活探針通常是引入可光裂解或光轉化的光籠基團,從而實現熒光分子的光物理性質改變進而淬滅熒光,然后在特定激光激發下使光籠基團分解或離去而恢復熒光態。這一過程通常需要兩束光,高功率的紫外光活化以及低功率的可見光激發。這兩束光需要在時間和空間上同步,此外紫外光對生物樣品有明顯的光毒性。為了實現生物相容性好的長波長可見光活化,團隊報道了一種通用的標簽策略,在熒光分子上引入一個通用光籠基團2,3-二氫-1,4-氧硫雜環己二烯(SO)。SO基團主要通過光誘導電子轉移(PeT)淬滅熒光團,在激發光的照射下淬滅的熒光團可以被激活,熒光得到釋放。這類探針光活化激發光波長與它們的吸收重疊,不需要對細胞光毒性較大的紫外光活化。在正常有氧環境中,激發光照射染料產生少量單線態氧,將SO基團氧化為酯的衍生物,終止了PeT過程,熒光得以恢復,從而實現可見光活化。通過系統的光譜測定和單分子成像實驗證實了其光激活特性。這一方法適用于不同骨架結構的商用熒光探針,包括香豆素、氟化硼二吡咯、羅丹明和花菁類染料。此外,團隊成功地將這些光激活探針用于活細胞器的超分辨率示蹤和神經元微管的超分辨成像。考慮到這一策略的通用性,團隊認為可以基于該SO標簽開發更多的光激活探針,并可以利用這些光激活熒光團探索更多生物過程。上述研究成果以“A Universal Photoactivatable Tag Attached to Fluorophores Enables Their Use for Single-Molecule Imaging”為題在線發表于期刊Angew. Chem. Int. Ed.上。復旦大學化學系劉倩青年研究員和張云翔青年研究員為共同通訊作者,復旦大學為唯一完成單位。該項研究得到國家自然科學基金、上海市科委等項目的大力支持。參考資料:https://mp.weixin.qq.com/s/KiQJiNHZrx-vQO4rg70UdA
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