與定性熒光探針相比，定量熒光探針更有助于人們提高對(duì)生命過(guò)程和疾病發(fā)展的理解。基于金屬配合物的比率型熒光探針已有不少報(bào)道，但這些報(bào)道都集中于單分子，依賴(lài)于熒光探針與檢測(cè)底物之間的化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)定量檢測(cè)。這類(lèi)熒光探針檢測(cè)的準(zhǔn)確性受環(huán)境因素影響，同時(shí)檢測(cè)底物的消耗還可能對(duì)生物正常的生理活動(dòng)造成干擾。
近期，我?；瘜W(xué)學(xué)院巢暉教授研究團(tuán)隊(duì)利用有機(jī)鉑(II)配合物的自組裝，構(gòu)建了一例與檢測(cè)底物無(wú)反應(yīng)、雙光子激發(fā)的比率型雙發(fā)射熒光探針Pt1，并成功應(yīng)用于生命過(guò)程的定量示蹤。與傳統(tǒng)有機(jī)鉑(II)配合物通過(guò)形成Pt-Pt相互作用誘導(dǎo)自組裝不同，Pt1的自組裝依賴(lài)于配體間的π-π堆積及互補(bǔ)氫鍵。Pt1在單分子時(shí)具有罕見(jiàn)的藍(lán)色發(fā)光（lem = 445 nm），而自組裝過(guò)程中，Pt1除了保留藍(lán)色發(fā)光，同時(shí)還出現(xiàn)黃色發(fā)光（lem = 574 nm），其黃光與藍(lán)光的比值具有濃度依賴(lài)性。
圖1, Pt1比率型雙發(fā)射熒光探針原理示意圖。
實(shí)驗(yàn)表明，Pt1的細(xì)胞攝取量與細(xì)胞膜完整性呈線(xiàn)性關(guān)系。利用不同濃度的乙醇孵育，我們構(gòu)建了細(xì)胞膜受損的生物模型。在乙醇或非乙醇處理的細(xì)胞中，Pt1的藍(lán)色發(fā)光強(qiáng)度均保持不變；而在細(xì)胞膜受損模型中，黃色發(fā)射強(qiáng)度呈乙醇濃度依賴(lài)性，因此黃色發(fā)射與藍(lán)色發(fā)射的比值可以反映細(xì)胞膜的損傷程度。
圖2, Pt1定量指示細(xì)胞膜損傷程度示意圖。
利用這一性質(zhì)，Pt1成功應(yīng)用于區(qū)分活細(xì)胞、細(xì)胞凋亡和壞死，同時(shí)還可以分析這一過(guò)程中細(xì)胞膜的損傷程度。斑馬魚(yú)急性炎癥模型實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)Pt1可進(jìn)一步用于實(shí)時(shí)檢測(cè)炎癥過(guò)程中細(xì)胞膜的破損程度。
圖3, 斑馬魚(yú)急性炎癥模型中細(xì)胞膜損傷的實(shí)時(shí)檢測(cè)。
該研究成果發(fā)表在著名化學(xué)綜合期刊Angewandte Chemie International Edition (IF = 12.959)，題目為“Supramolecular Assembly of An Organoplatinum(II) Complex with Ratiometric Dual Emission for Two-Photon Bioimaging”。我?；瘜W(xué)學(xué)院2013級(jí)博士生歐陽(yáng)乘是論文第一作者，我校陳禹副教授、香港大學(xué)張喜庭博士、我校巢暉教授為共同通訊作者。
該項(xiàng)研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金（Nos. 21525105, 21778079, 21977126），教育部 （No. IRT-17R111），中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)（No. 20lgjc01）和廣州“珠江科技新星”計(jì)劃（No. 201806010136）等項(xiàng)目的資助。
