Fluorescent probes for the selective detection of chemical species inside mitochondria

Abstract

During the last few years, the preparation of novel fluorescent probes for the selective detection of chemical species inside mitochondria has attracted considerable attention because of their wide applications in chemistry, biology, and medical science. This feature article focuses on the recent advances in the design principles and recognition mechanisms of these kinds of fluorescent probes. In addition, their applications for the detection of reactive oxygen species (ROS), nitric oxide, reactive sulfur species (RSS), thioredoxin (Trx), metal ions, anions, etc. in the mitochondrion is discussed as well.

A Mitochondria-Specific Fluorescent Probe for Visualizing Endogenous Hydrogen Cyanide Fluctuations in Neurons

“…10 In combination with laser scanning confocal microscope (LSCM), appropriately designed fluorescent probes can be used to sense important species in subcellular organelles in a noninvasive manner. 11 Currently, a large number of fluorescent probes for cyanide are known. As a general rule, these systems rely on the unique nucleophilic reactivity of the cyanide anion to trigger a change in the fluorescent response.…”

“…The negative mitochondrial membrane potential (Δ Ψ ) typically allows the targeting of positively charged species to the mitochondria. 11 However, high concentrations of HCN can lead to a loss in the mitochondrial membrane potential, 18 leading to diffusion of erstwhile targeted species into the cytoplasm. In such instances, the further study of mitochondria-related changes in HCN concentrations would be precluded.…”

Modern Approaches to Oxidative Stress Estimation, or How to Measure the Immeasurable

“…Чувствительность ЭПР при определении продукции супероксидного анион-радикала позволяет повысить использование различных спиновых ловушек, таких как гидроксила-мин 1-гидрокси-2,2,6,6-тетраметил-4-оксопиперидин, тайрон (4,5-диоксибензол-1,3-дисульфонат натрия), DEPMPO (5-диэтоксифосфорил-5-метил-1-пирролин-N-оксид). Помимо давно используемых флуоресцент-ных меток на супероксидный анион-радикал, таких как гидроэтидин (дигидроэтидин), в настоящее время разработаны более специфичные и чувствительные: бис(2,4-динитробензолсульфонил)флуоресцеины, 2-(2-пиридил)-бензотиазолин, флуорен [38,40].…”

“…Предложено много способов определения про-дукции HOCl/OCl -, принцип которых заключается в регистрации продуктов специфического окисле-ния гипогалогенитами целевых молекул: таурина, NAD(P)H, аскорбиновой кислоты, метионина [21]. В качестве флуоресцентных красителей для реги-страции OCl -предложены цианиновый сенсор на основе гибридной фенотиазиновой платформы, BODIPY и оксим на его основе, бензоилацетогидра-зиды, фенотиазины, кадмий-селенидные кванто-вые точки [21,40]. Образование пероксильных и алкоксильных радикалов жирных кислот RO приводит к возникновению гидроперекисей RООН, диалкилперекисей RООR', пероксикислот RСОООН, пероксиэфиров RСОООR' и перекисей других классов, образование которых можно регистрировать посред-ством УФ-или ИК-спектрофотометрии, методами хе-милюминесценции или ЯМР-спектроскопии, а также газовой и жидкостной хроматографии и их комби-нации с масс-спектрометрией.…”

A mitochondria-targeting ratiometric fluorescent probe for the detection of hypochlorite based on the FRET strategy

“…To the best of our knowledge, some organelle-targeting probes for À OCl have been developed. [24][25][26][27][28] However, À OCl ratiometric probes based on FRET that can be applied especially in mitochondria are still in great demand.…”