科研进展：用于检测甲状腺疾病硒代半胱氨酸含量变化的近红外比率荧光探针

用于检测甲状腺疾病硒代半胱氨酸含量变化的近红外比率荧光探针

硒代半胱氨酸（Sec）是第21种天然氨基酸，也被认为是硒蛋白相关酶的活性位点，它们涉及许多重要的生理过程。众所周知，Sec的异常水平与多种疾病有着重要的关系，例如，甲状腺疾病，心血管疾病，糖尿病和神经退行性疾病。目前，甲状腺疾病的已经严重威胁人类健康。由于甲状腺疾病与Sec密切相关，因此有必要研究Sec与甲状腺疾病之间的关系。为了解决这一难题，海南医学院功能材料与分子影像PI团队设计合成了一种基于花菁衍生物的新型NIR比率荧光探针Mito-Cy-Sec，用于细胞和小鼠模型中Sec的灵敏检测。研究生罗贤柱为第一作者，指导教师为我院青年教师王锐副教授，于法标教授与曲阜师范大学化学院陈光教授和尤进茂教授为共同通讯作者。该探针由近红外的七甲胺花青荧光团，作为响应部分的丙烯酰胺和作为线粒体定位基团的亲脂性三苯基磷阳离子组成。当Sec存在时，探针Mito-Cy-Sec显示出明显的比例荧光信号，并伴随着从绿色到蓝色的颜色变化。模拟生理缓冲条件下的实验结果证实，探针的荧光比值的对数Sec浓度之间存在极好的线性关系。

基于探针出色的检测性质，作者应用探针应用于细胞中的Sec的成像分析，并且评估了Sec 在炎症发生时的保护作用。结果证实探针Mito-Cy-Sec可以通过其NIR比率荧光响应检测细胞内Sec。细胞定位实验表明探针Mito-Cy-Sec可以有效的定位于线粒体中并能够检测到线粒体中的Sec。此外，我们的探针Mito-Cy-Sec和商业ROSGreen H₂O₂探针均用于检查细胞和小鼠模型中H₂O₂和Sec之间的相互关系。结果表明，H₂O₂和Sec之间的相关水平正好是负相关。Sec和H₂O₂的相关水平可以作为辅助诊断甲状腺疾病的诊断指标。

将探针Mito-Cy-Sec用于不同甲状腺疾病的诊断，小鼠组织和活体荧光成像结果表明，不同甲状腺疾病中Sec的含量不同。此外，该实验也证明了在Sec的含量与H₂O₂的浓度呈负相关关系。这一工作证明了该探针可用于实时监测Sec的变化，并可用于甲状腺疾病的诊断。

这一成果近期发表在ACS期刊Analytical Chemistry (SCI期刊，中科院一区top，影响因子6.35)上。

Detection of Selenocysteine with a Ratiometric near-Infrared Fluorescent Probe in Cells and in Mice Thyroid Diseases Model

Publication Date:December 9, 2019

论文详细信息：https://doi.org/10.1021/acs.analchem.9b04860