JACS | 光氧化驱动的纯有机室温磷光溶酶体靶向成像

  • 366
  • A+

今天给大家分享一篇利用主客体结合诱导的磷光超分子组装体对细胞核和溶酶体成像的文章,本文的通讯作者是南开大学的刘育教授(Adv. Mater. | 具有超高效磷光的超分子销)和张瀛溟教授。

      在本文中作者利用葫芦脲(CB结构主客体络合和蒽涉及的光氧化反应的整合作为获得具有可调荧光和 RTP 发射的先进刺激响应纳米材料。蒽共轭溴苯基吡啶盐(ANPY)被合成为异双位客体,它可以通过主体稳定的分子间电荷转移(CT)与葫芦[8]脲(CB[8])形成稳定的包合物。当 ANPY 的蒽基在紫外线照射下被光氧化为蒽醌时,组装方式相应地从“头对尾”超分子聚合物转变为“头对头”均三元包合物。ANPYCB[8] 组件中的红色荧光可以很容易地转化为 AQPYCB[8] 复合物中的绿色磷光。

荧光ANPY⊂CB[8]线性超分子组装和磷光AQPY⊂CB[8]同三元包合物的构建如下图所示。通过紫外-可见光谱初步研究了CB[8]和ANPY之间的主客体分子结合行为。

      为了进一步阐明组装模式,作者通过合成对照化合物,以及核磁、质谱以及透射电镜等手段进行了表征,证实了 CB[8] 和 ANPY 之间的包合络合可以通过多种宿主增强的分子间 CT 相互作用在水溶液中形成线性超分子聚合物。

      对光谱性质测量表示,单个 ANPY 在 502 nm 处显示出相当弱的荧光发射。在将 CB[8] 添加到 ANPY 溶液中后,观察到以 613 nm 为中心的新发射的出现,这主要是由于形成了具有更广泛的 π 共轭和刚性结构的超分子聚合物。在磷光光谱中没有观察到 613 nm 处的发射,只有 529 nm 处的发射保持并随着紫外线照射时间的延长而增强。在相同条件下,磷光发射强度是 529 nm 荧光发射强度的 3.61 倍。此外,当 N2 鼓泡到溶液中时,在无氧条件下,529 nm 处的发射强度进一步增加。时间分辨衰减曲线显示,ANPY⊂CB[8]组装的613 nm处的寿命约为纳秒级,而在529 nm处测量的寿命约为微秒级对于 AQPY⊂CB[8] 复合物(376.53 μs)。同时,在 77 K 的温度下,529 nm 处的发射强度显着增强,寿命可达 14.14 ms。

      作者利用这一材料进行细胞内成像。如图所示, ANPY⊂CB[8]的红色荧光发射与商售 Hoechst 33342 的蓝色区域完全重叠,这意味着 ANPY⊂CB[8] 可以优先在细胞核中积累。由于与 CB[8] 的初级包合物和与 DNA 的二级组装过程,ANPY 的荧光传感能力可以大大提高,这可能是活体细胞核选择性成像的原因。

      此外,Lysotracker Blue 和 AQPY⊂CB[8] 复合物的共染色使溶酶体中蓝色荧光和绿色磷光的定位良好,表明 AQPY⊂CB[8] 复合物在细胞环境下的溶酶体靶向能力。

      最后,作者对所得超分子复合物的光稳定性进行了研究。激光照射 15 min 后红色荧光发射分布区没有光衰,组装体足够稳定,可以用作细胞核的定位显像剂。相比之下,对于 AQPY⊂CB[8] 复合物,绿色磷光可以维持 10 分钟。

文章引用:DOI: 10.1021/jacs.1c06741


weinxin
我的微信
关注我了解更多内容

发表评论

目前评论: