性能優(yōu)良的光學探針是構(gòu)建光學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。中國科學院化學研究所活體分析化學實驗室課題組長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)光學探針設(shè)計策略方面的研究應Chemical Reviews 雜志的邀請撰寫了系統(tǒng)的綜述論文 (Chem. Rev., 2014, 114, 590-659)，具有可變的π-共軛結(jié)構(gòu)光學探針應邀撰寫了 Feature Article (Chem. Commun., 2012, 48, 8732-8744)。

　　最近，在國家自然科學基金委、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別基團，發(fā)展了高選擇性、高靈敏度檢測硝基還原酶的長波長新型光學探針，并用于活體斑馬魚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的卵黃囊中 (Chem. Asian J., 2014, 9, 2058; Biosens. Bioelectron.,2015, 63, 112)。

　　進一步通過發(fā)展新型光學探針，該課題組研究了熱休克過程中溶酶體的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)的疾病嚴重危害人類的健康，而且，酸性亞細胞器溶酶體的微小pH變化可影響到細胞的自動平衡調(diào)節(jié)、蛋白質(zhì)降解、漿膜修復等生理過程。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，這主要是缺乏相應的有效研究手段。針對這一問題，該課題組將亞細胞器溶酶體的識別基團引入到穩(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的近紅外pH光學探針；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，而且這種升高過程在短時間內(nèi)是不可逆的。該研究闡明了在熱休克過程中溶酶體的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。

熱休克可導致亞細胞器溶酶體的pH不可逆升高