近日，中科院理化技術(shù)研究所超分子光化學(xué)研究組首次發(fā)展了一類在活體細(xì)胞中選擇性檢測(cè)谷胱甘肽（GSH）的反應(yīng)型熒光傳感器。相關(guān)研究結(jié)果日前發(fā)表于《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》。

自由基損傷是組織損傷的重要分子機(jī)制之一，許多疾病，如心臟病、阿爾茨海默氏癥、帕金森氏癥和腫瘤等的損傷機(jī)制中都有自由基的參與。

“含巰基的生物小分子，如半胱氨酸（Cys）、同型半胱氨酸（Hcy）、GSH，會(huì)通過清除生物體系內(nèi)過多的自由基來(lái)維持氧化還原平衡。”該研究組副研究員陳玉哲說(shuō)。

據(jù)介紹，作為細(xì)胞內(nèi)含量最多的含巰基生物小分子，GSH不僅參與了細(xì)胞抗氧化反應(yīng)、維持機(jī)體的氧化還原平衡，還參與了調(diào)節(jié)細(xì)胞增生、機(jī)體免疫應(yīng)答以及在神經(jīng)系統(tǒng)中充當(dāng)神經(jīng)調(diào)質(zhì)和神經(jīng)遞質(zhì)的作用。

然而，含巰基的生物小分子結(jié)構(gòu)和反應(yīng)活性的相似性，往往使得一般檢測(cè)GSH的熒光探針對(duì)Cys和Hcy產(chǎn)生相同或相似的響應(yīng)。因此，發(fā)展高選擇性檢測(cè)GSH的熒光傳感器仍然存在巨大挑戰(zhàn)。

在文章中，研究組報(bào)道了一類基于單氯代BODIPY類衍生物的比率式熒光化學(xué)傳感器。不同于傳統(tǒng)的熒光檢測(cè)機(jī)理，研究組利用了全新的“兩步反應(yīng)”，將GSH與Cys和Hcy區(qū)分開來(lái)。

“常規(guī)的檢測(cè)，主要是通過巰基和傳感器之間發(fā)生反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，因而對(duì)GSH、Cys和Hcy會(huì)產(chǎn)生相似的響應(yīng)；而我們利用新穎的兩步反應(yīng)機(jī)制，Cys和Hcy通過巰基和氨基的協(xié)同反應(yīng)最終生成氨基取代的產(chǎn)物，而GSH生成巰基取代的產(chǎn)物，使其在光譜上產(chǎn)生明顯的變化，與Cys和Hcy區(qū)分開來(lái)。”陳玉哲闡述。

業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，該成果將為研究腫瘤、心臟病、衰老等疾病的影響及診療手段提供新的方法。

據(jù)了解，相關(guān)研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委優(yōu)秀青年科學(xué)基金、科技部“973”計(jì)劃以及中科院“百人計(jì)劃”的資助。