性能優(yōu)良的光學(xué)探針是構(gòu)建光學(xué)傳感與活體成像分析方法的物質(zhì)基礎(chǔ)，其發(fā)展一直受到人們的關(guān)注。中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所活體分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)室課題組長(zhǎng)期從事該方面的研究，并取得了一系列的成果 (Angew. Chem. Int. Ed., 2012, 51, 6432; Chem. Commun., 2013, 49, 502-504；Sci. Rep., 2013, 3, 2830; Anal. Chem., 2014, 86, 6115; Anal. Chem., 2014, 86, 7719)；其中，該課題組20多年的有關(guān)光學(xué)探針設(shè)計(jì)策略方面的研究應(yīng)Chemical Reviews 雜志的邀請(qǐng)撰寫(xiě)了系統(tǒng)的綜述論文 (Chem. Rev., 2014, 114, 590-659)，具有可變的π-共軛結(jié)構(gòu)光學(xué)探針應(yīng)邀撰寫(xiě)了 Feature Article (Chem. Commun., 2012, 48, 8732-8744)。

　　最近，在國(guó)家自然科學(xué)基金委、科技部和中科院的大力支持下，該課題組以芳硝基作為特異性識(shí)別基團(tuán)，發(fā)展了高選擇性、高靈敏度檢測(cè)硝基還原酶的長(zhǎng)波長(zhǎng)新型光學(xué)探針，并用于活體斑馬魚(yú)中硝基還原酶的熒光成像分析，揭示出了硝基還原酶主要分布在斑馬魚(yú)的卵黃囊中 (Chem. Asian J., 2014, 9, 2058; Biosens. Bioelectron.,2015, 63, 112)。

　　進(jìn)一步通過(guò)發(fā)展新型光學(xué)探針，該課題組研究了熱休克過(guò)程中溶酶體的pH與溫度的變化關(guān)系（圖 1）。眾所周知，熱休克等與熱相關(guān)的疾病嚴(yán)重危害人類(lèi)的健康，而且，酸性亞細(xì)胞器溶酶體的微小pH變化可影響到細(xì)胞的自動(dòng)平衡調(diào)節(jié)、蛋白質(zhì)降解、漿膜修復(fù)等生理過(guò)程。然而，溫度與溶酶體pH之間的基本變化關(guān)系目前還不清楚，這主要是缺乏相應(yīng)的有效研究手段。針對(duì)這一問(wèn)題，該課題組將亞細(xì)胞器溶酶體的識(shí)別基團(tuán)引入到穩(wěn)定的半菁骨架中，發(fā)展了具有精確的溶酶體靶向功能、優(yōu)良的光穩(wěn)定性以及比率型響應(yīng)的近紅外pH光學(xué)探針；結(jié)合熒光共聚焦成像技術(shù)，研究并揭示出溶酶體的pH隨著溫度的升高而升高，而且這種升高過(guò)程在短時(shí)間內(nèi)是不可逆的。該研究闡明了在熱休克過(guò)程中溶酶體的pH值與溫度的變化關(guān)系，相關(guān)結(jié)果發(fā)表在 Angew. Chem. Int. Ed. (2014, 53, 10916-10920）上。

熱休克可導(dǎo)致亞細(xì)胞器溶酶體的pH不可逆升高