2X-羅丹明：用于開發近紅外化學遺傳學指示劑的明亮熒光支架_abio生物試劑品牌網
合成染料與基因編碼的蛋白質標簽相融合的化學遺傳學方法為熒光生物成像提供一條充滿前景的途徑。然而，由于缺乏在“組織透明”的近紅外窗口（NIR，700-1700 nm）中工作的性能優異的熒光染料，化學遺傳學策略在活體深層組織事件的可視化應用中受到嚴重限制。
針對上述問題，一大學教授團隊提出了一種雙橋策略，構建了一種新的羅丹明染料骨架，稱為2X-羅丹明，并將其成功應用于近紅外的化學遺傳學活體成像。該策略通過添加乙烯基基團來擴展傳統1X-羅丹明骨架的共軛體系以紅移波長，并設計引入雙原子橋X 1和X 2，分別形成五元環和六元環，以增強結構剛性和廣泛的光譜覆蓋。
在這項工作中，該團隊展示了2X-羅丹明的概念驗證成果，其中X 1為硫（S），X 2為C(CH 3) 2，在715/765 nm展現出強烈的近紅外吸收和發射峰，同時具有超過1000 nm的明亮發光拖尾，高熒光量子產率（ΦF = 0.11），長熒光壽命（τ = 1.1納秒）以及優越的K L-Z常數（-1.8）。進一步地，研究團隊展示了2X-羅丹明染料在活體動態成像和活體內靶向深層組織分子成像中的優越表現。此外，研究團隊還開發了針對HaloTag標簽蛋白的近紅外熒光配體，即2XR 715-HTL，它不僅可用于近紅外基因編碼的活細胞鈣離子傳感，還實現了活體腦神經元、肝細胞核的化學遺傳學標記。2X-羅丹明染料顯著擴展了近紅外熒光染料工具庫，為化學遺傳學方法在活體成像和傳感的深入應用奠定了基礎。
圖1. (a) 傳統1X-羅丹明的發射波長、K
L?Z與橋接基團（標記為X）之間的關系。 (b) 2X-羅丹明骨架的設計概念。
圖 2. (a) 2X-羅丹明在二氧六環-水溶液中的內酯-兩性離子平衡轉換（K
L–Z）。 (b，c) 2XR
715-HTL的結構以及在有無HaloTag蛋白時的吸收光譜和發射光譜。 (d) 2XR
715-HTL用于免洗活細胞成像結果。 (e-h) 2XR
715-HTL結合HaloCaMP1a 用于體外和293T細胞內的鈣離子傳感。
圖 3. (a-c) 2XR 715-HTL用于標記表達HaloTag的BL21大腸桿菌的共聚焦成像及小鼠灌胃后的近紅外二區活體成像結果。 (d) 2XR 715-HTL用于小鼠表達HaloTag-mCherry融合蛋白的皮層神經元成像。(e-h) 2XR 715-HTL 用于小鼠肝臟細胞核表達H2B-HaloTag的近紅外二區活體成像。
參考文獻：
Wenxiao Wu, Kui Yan, Zuyang He, Lu Zhang, Yuyao Dong, Bin Wu, Hongyue Liu, Shangfeng Wang,* and Fan Zhang* 2X-Rhodamine: A Bright and Fluorogenic Scaffold for DeveloPIng Near-Infrared Chemigenetic Indicators. https://doi.org/10.1021/jacs.4c03485.
| 儀器推薦
近紅外二區小動物活體成像系統NIR-II-ST NIR-II in vivo imaging system
文中利用近紅外二區小動物活體成像系統NIR-II-ST分別完成了NIR-II小鼠動態成像、活體深層組織PD-L1成像、活體肝細胞核的化學遺傳學成像實驗。
該小動物活體成像系統功能強大， 相機性能優異，多款深度制冷的InGaAs近紅外相機可供選擇。 檢測靈敏度高，可實現大視野以及局部小動物高信噪比和高分辨活體成像。自主開發的 軟件功能一鍵操作，可實時反映儀器狀態，自動化控制，操控與圖像處理一體化，終身免費升級。該成像系統 應用場景多樣化，可用于小動物近紅外二區寬場成像、全光譜成像、近紅外二區熒光壽命成像，且成像系統采用了模塊化設計，成像功能亦可進一步升級擴展X射線激發模塊、CT成像模塊、三維成像模塊、熱成像模塊、比率熒光測試、多通道成像與原位光譜測試等。該系統可應用于活體小動物熒光手術導航、臟器成像、腫瘤成像、血管成像、淋巴成像、體內植入物的監測、藥物追蹤與活體原位疾病檢測等。
針對上述問題，一大學教授團隊提出了一種雙橋策略，構建了一種新的羅丹明染料骨架，稱為2X-羅丹明，并將其成功應用于近紅外的化學遺傳學活體成像。該策略通過添加乙烯基基團來擴展傳統1X-羅丹明骨架的共軛體系以紅移波長，并設計引入雙原子橋X 1和X 2，分別形成五元環和六元環，以增強結構剛性和廣泛的光譜覆蓋。
在這項工作中，該團隊展示了2X-羅丹明的概念驗證成果，其中X 1為硫（S），X 2為C(CH 3) 2，在715/765 nm展現出強烈的近紅外吸收和發射峰，同時具有超過1000 nm的明亮發光拖尾，高熒光量子產率（ΦF = 0.11），長熒光壽命（τ = 1.1納秒）以及優越的K L-Z常數（-1.8）。進一步地，研究團隊展示了2X-羅丹明染料在活體動態成像和活體內靶向深層組織分子成像中的優越表現。此外，研究團隊還開發了針對HaloTag標簽蛋白的近紅外熒光配體，即2XR 715-HTL，它不僅可用于近紅外基因編碼的活細胞鈣離子傳感，還實現了活體腦神經元、肝細胞核的化學遺傳學標記。2X-羅丹明染料顯著擴展了近紅外熒光染料工具庫，為化學遺傳學方法在活體成像和傳感的深入應用奠定了基礎。
圖1. (a) 傳統1X-羅丹明的發射波長、K
L?Z與橋接基團（標記為X）之間的關系。 (b) 2X-羅丹明骨架的設計概念。
圖 2. (a) 2X-羅丹明在二氧六環-水溶液中的內酯-兩性離子平衡轉換（K
L–Z）。 (b，c) 2XR
715-HTL的結構以及在有無HaloTag蛋白時的吸收光譜和發射光譜。 (d) 2XR
715-HTL用于免洗活細胞成像結果。 (e-h) 2XR
715-HTL結合HaloCaMP1a 用于體外和293T細胞內的鈣離子傳感。
圖 3. (a-c) 2XR 715-HTL用于標記表達HaloTag的BL21大腸桿菌的共聚焦成像及小鼠灌胃后的近紅外二區活體成像結果。 (d) 2XR 715-HTL用于小鼠表達HaloTag-mCherry融合蛋白的皮層神經元成像。(e-h) 2XR 715-HTL 用于小鼠肝臟細胞核表達H2B-HaloTag的近紅外二區活體成像。
參考文獻：
Wenxiao Wu, Kui Yan, Zuyang He, Lu Zhang, Yuyao Dong, Bin Wu, Hongyue Liu, Shangfeng Wang,* and Fan Zhang* 2X-Rhodamine: A Bright and Fluorogenic Scaffold for DeveloPIng Near-Infrared Chemigenetic Indicators. https://doi.org/10.1021/jacs.4c03485.
| 儀器推薦
近紅外二區小動物活體成像系統NIR-II-ST NIR-II in vivo imaging system
文中利用近紅外二區小動物活體成像系統NIR-II-ST分別完成了NIR-II小鼠動態成像、活體深層組織PD-L1成像、活體肝細胞核的化學遺傳學成像實驗。
該小動物活體成像系統功能強大， 相機性能優異，多款深度制冷的InGaAs近紅外相機可供選擇。 檢測靈敏度高，可實現大視野以及局部小動物高信噪比和高分辨活體成像。自主開發的 軟件功能一鍵操作，可實時反映儀器狀態，自動化控制，操控與圖像處理一體化，終身免費升級。該成像系統 應用場景多樣化，可用于小動物近紅外二區寬場成像、全光譜成像、近紅外二區熒光壽命成像，且成像系統采用了模塊化設計，成像功能亦可進一步升級擴展X射線激發模塊、CT成像模塊、三維成像模塊、熱成像模塊、比率熒光測試、多通道成像與原位光譜測試等。該系統可應用于活體小動物熒光手術導航、臟器成像、腫瘤成像、血管成像、淋巴成像、體內植入物的監測、藥物追蹤與活體原位疾病檢測等。
本站“ABIO生物試劑品牌網”圖片文字來自互聯網
如果有侵權請聯系微信: nanhu9181 處理，感謝~
