超分辨成像方法打破了傳統(tǒng)的光衍射極限，是研究細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)的有力工具。基于光激活的單分子定位顯微成像是超分辨熒光成像的一種，利用單個(gè)分子的光開(kāi)關(guān)性質(zhì)，每張采集的圖像區(qū)域內(nèi)只有小部分熒光分子處于熒光態(tài)，大多數(shù)熒光分子處于暗態(tài)，通過(guò)提取每張圖像單分子定位信息，將數(shù)千張圖像重組成一張超分辨圖像?；趩畏肿佣ㄎ怀直娉上褚蕾囉跓晒饬涟悼烧{(diào)的探針，為開(kāi)發(fā)此類(lèi)探針通常是引入可光裂解或光轉(zhuǎn)化的光籠基團(tuán)，從而實(shí)現(xiàn)熒光分子的光物理性質(zhì)改變進(jìn)而猝滅熒光，然后在特定波長(zhǎng)光的照射下使光籠基團(tuán)分解或離去而恢復(fù)熒光態(tài)。這一過(guò)程通常需要兩束光，高功率的紫外光活化以及低功率的可見(jiàn)光激發(fā)。這兩束光需要在時(shí)間和空間上同步，此外紫外光對(duì)生物樣品有明顯的光毒性。
近日復(fù)旦大學(xué)的劉倩研究員和張?jiān)葡柩芯繂T合作發(fā)展了一種通用的光活化策略來(lái)控制熒光分子的開(kāi)關(guān)。通過(guò)在熒光分子上引入一個(gè)通用光籠基團(tuán)2,3-二氫-1,4-氧硫雜環(huán)己二烯（SO），SO基團(tuán)主要通過(guò)光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移（PeT）猝滅熒光發(fā)射，在可見(jiàn)激發(fā)光的照射下猝滅的熒光團(tuán)可以被激活，熒光得到釋放。
這類(lèi)探針特點(diǎn)是活化光與激發(fā)光重疊，不需要使用細(xì)胞光毒性較大的紫外光。另外，這一方法適用于不同骨架結(jié)構(gòu)的熒光探針，包括香豆素、氟化硼二吡咯、羅丹明和花菁類(lèi)染料。在正常有氧環(huán)境中，激發(fā)光照射探針產(chǎn)生少量單線態(tài)氧，將SO基團(tuán)氧化為酯的衍生物，終止了PeT過(guò)程，使熒光得以恢復(fù)，從而實(shí)現(xiàn)光活化。作者通過(guò)系統(tǒng)的光譜測(cè)定和單分子成像實(shí)驗(yàn)證實(shí)了其光激活特性。此外，作者成功地將這些光激活探針用于活細(xì)胞器的超分辨示蹤和神經(jīng)元微管的超分辨成像?？紤]到這一策略的通用性，作者認(rèn)為可以基于該SO標(biāo)簽開(kāi)發(fā)更多的光激活探針，并利用這些探針探索更多生物過(guò)程。
論文信息
A Universal Photoactivatable Tag Attached to Fluorophores Enables Their Use for Single-Molecule Imaging
Dr. Xuebo Zhang, Daoming Guan, Yawei Liu, Jinyang Liu, Kuangshi Sun, Song Chen, Yanxin Zhang, Bingjie Zhao, Tianli Zhai, Prof. Yunxiang Zhang, Fuyou Li, Qian Liu
文章的第一作者是復(fù)旦大學(xué)博士后張學(xué)博和博士生管道明。
Angewandte Chemie International Edition
DOI: 10.1002/anie.202211767
