沈建良课题组：基于含硫结构的次氯酸荧光探针

coco2017

近日，沈建良课题组联合韩国梨花女子大学Juyoung Yoon院士团队，在化学类TOP一区刊物Coordination Chemistry Reviews (IF = 22.3)上发表综述论文Sulfur-based fluorescent probes for HOCl: Mechanisms, design, and applications，论文链接为：https://www.sciencedirect.com/sc ... i/S0010854521005063。
　　次氯酸(HOCl)是一种内源性活性氧(ROS)，具有抗菌杀菌作用。然而，它的异常表达涉及各种氧化应激相关的病理生理过程，如心血管疾病、关节炎和神经退行性疾病。因此，直接、快速、灵敏、选择性地检测生命系统中内源性HOCl对更好地理解HOCl涉及的化学生物学至关重要。

　　目前，已有化学发光法、比色法、电化学法和色谱法对HOCl进行检测。这些方法具有优异的灵敏度和选择性。然而，这些方法不能满足活体样本中HOCl的无创实时原位成像。近几十年来，荧光分析以其灵敏度高、时空分辨率高、操作简单、无创等优点在生物成像领域得到了广泛应用。相应地，大量荧光探针被报道用于HOCl相关的生物医学成像。通过这些探针，已陆续观察到HOCl在各种过程中的产生，例如风湿性关节炎表型的小鼠脚踝部位HOCl的生成。然而，这些探针仍然存在一些缺陷，如其他ROS的干扰、稳定性差等。这些问题必须从探针设计源头予以解决。
　　根据反应位点不同，次氯酸荧光探针通常可分为七大类。其中，由于其形态多样（硫醚、硫酯、硫缩醛等），含硫结构被广泛用于HOCl荧光探针的设计。硫基荧光探针对HOCl具有反应速度快、选择性高、灵敏度高等特点，在生物医学成像领域具有广阔的应用前景。因此，及时对这一领域进行总结，无疑将有助于下一代高性能HOCl荧光探针的开发。
　　在本文中，我们根据荧光探针与HOCl的含硫反应位点将其分为5类（如图1），包括硫醚、硫酯、硫缩醛/硫缩酮、硫脲和N,N-二甲基胺硫甲酰基；讨论了这些探针的反应机理，总结了它们的传感性能。对于一些文献中没有阐述的反应机制，我们做了一些合理的补充。最后，我们展望了该领域的成就、挑战和前景。
　　该论文得到了国家自然科学基金(31800833和21977081)、浙江省自然科学基金项目(LZ19H180001和LQ19C100001)、温州生物材料与工程研究所(WIBEZD2017001-03和WIUCASYJ2020001-2)等项目的支持。


      文章来源：温州研究院
      沈建良，理学博士，研究员，博士生导师。2014年毕业于中山大学无机化学专业（期间和康奈尔医学院休斯顿卫理公会研究所两年的博士联合培养经历），获理学博士，导师毛宗万教授；2014-2017，在Haifa Shen教授课题组（康奈尔医学院休斯顿卫理公会研究所）进行博士后研究。 现受聘于温州医科大学眼视光学院（生物医学工程学院）、 中国科学院大学温州研究院。主要从事设计和优化各种具有多功能的纳米材料制剂并结合基因药物，化疗药物和热力学治疗实现协同治疗的关键技术研究。目前研究方向为纳米材料、纳米技术在生物医学领域中的应用。主要将纳米材料用于癌症的成像治疗、微环境代谢机制研究、视网膜新生血管以及其他疾病的诊疗一体化应用。已发表SCI论文70余篇，其中作为第一作者或通讯联系人在Chem. Soc. Rev., Mater. Today, Nano Lett., ACS Nano和IScience等高水平学术期刊发表40余篇论文, 以及申请和授权专利14项, 目前主持国家自然科学基金2项，浙江省重点项目1项，国科大温州研究院重点专项1项等10个项目。