Construction and Cell Imaging Study of a Novel Fluorescent Probe for ONOO^– Detection

Abstract

As an important reactive nitrogen species, peroxynitrite (ONOO -) is closely related to the occurrence of various diseases. The development of methods to detect ONOO is of great significance for understanding its related physiological and pathological mechanisms. A novel ONOO fluorescent probe TPE-ONOO was successfully constructed using tetraphenylethylene as a fluorophore and a pyrylium group as the specific recognition site of ONOO -. The probe showed high selectivity, strong anti-interference ability and high sensitivity to ONOO -. Cell assays suggested that the probe had low cytotoxicity and was successfully used for imaging monitoring of exogenous and endogenous ONOO in cells. The novel probe synthesized here provides an efficient tool for studying ONOO physiological processes. Keywords fluorescent probe; ONOO -; tetraphenylethylene; cell imaging 作为氧化剂和硝化剂, 过氧亚硝酸盐(Peroxynitrite, ONOO -)与多种生理活动密切相关 [1] . 生理环境中的 ONOO -通常是由超氧负离子( 2 O •-)和一氧化氮自由基 (NO•)反应产生 [2] , 因此, ONOO -的水平变化是氧化应 激的重要指标之一 [3] . ONOO -浓度异常升高会对生物大 分子比如蛋白质、DNA、硫醇以及脂质类化合物产生影 响, 从而引起细胞生理环境紊乱, 诱导细胞凋亡和坏死, 进一步导致相关疾病(炎症、肿瘤、心血管疾病和动脉 粥硬化等)的发生 [4] . 另外, ONOO -作为一种重要的信号 分子 [5] , 揭示 ONOO -确切的信号传导过程和致病机制 对相关疾病的诊断与治疗具有重要意义 [6] . 因此, 发展 实时、快速和灵敏检测生理环境中的 ONOO -的方法是 十分必要的.目前, 传统检测 ONOO -的方法包括化学发光法、 电化学法、拉曼法和荧光光谱法等 [7][8][9][10] . 荧光探针由于 具有选择性高、灵敏度好和成本低等优点以及对样品可 实现无损实时监测, 已被广泛用于细胞和活体中相关活 性分子的检测与成像 [11][12] . 迄今为止, 基于罗丹明、香 豆素、荧光素、BODIPY 和花菁类等荧光团设计的 ONOO -的荧光探针已被大量报道 [13][14][15] . 识别 ONOO -的 基团包括三氟甲基酮类、酰肼类、硼酸脂类、碳碳/氮双 键和有机硒/碲等 [16] . 最近研究发现吡喃鎓基团可实现 对 ONOO -的特异性响应, 具有选择性好和反应灵敏等 优点 [17] .