近日，中科院理化技術研究所超分子光化學研究組首次發展了一類在活體細胞中選擇性檢測谷胱甘肽(GSH)的反應型熒光傳感器。相關研究結果日前發表于《美國化學會志》。
自由基損傷是組織損傷的重要分子機制之一，許多疾病，如心臟病、阿爾茨海默氏癥、帕金森氏癥和腫瘤等的損傷機制中都有自由基的參與。
“含巰基的生物小分子，如半胱氨酸(Cys)、同型半胱氨酸(Hcy)、GSH，會通過清除生物體系內過多的自由基來維持氧化還原平衡。”該研究組副研究員陳玉哲說。
據介紹，作為細胞內含量最多的含巰基生物小分子，GSH不僅參與了細胞抗氧化反應、維持機體的氧化還原平衡，還參與了調節細胞增生、機體免疫應答以及在神經系統中充當神經調質和神經遞質的作用。
然而，含巰基的生物小分子結構和反應活性的相似性，往往使得一般檢測GSH的熒光探針對Cys和Hcy產生相同或相似的響應。因此，發展高選擇性檢測GSH的熒光傳感器仍然存在巨大挑戰。
在文章中，研究組報道了一類基于單氯代BODIPY類衍生物的比率式熒光化學傳感器。不同于傳統的熒光檢測機理，研究組利用了全新的“兩步反應”，將GSH與Cys和Hcy區分開來。
“常規的檢測，主要是通過巰基和傳感器之間發生反應來實現，因而對GSH、Cys和Hcy會產生相似的響應;而我們利用新穎的兩步反應機制，Cys和Hcy通過巰基和氨基的協同反應最終生成氨基取代的產物，而GSH生成巰基取代的產物，使其在光譜上產生明顯的變化，與Cys和Hcy區分開來。”陳玉哲闡述。
業內專家認為，該成果將為研究腫瘤、心臟病、衰老等疾病的影響及診療手段提供新的方法。
據了解，相關研究工作得到了國家自然科學基金委優秀青年科學基金、科技部“973”計劃以及中科院“百人計劃”的資助。
