去甲腎上腺素(NE)是中樞和交感神經系統(tǒng)中的重要神經遞質。在不同的生理和病理過程以及在腦的不同區(qū)域中,NE的含量會發(fā)生動態(tài)、快速的變化。然而,如何以高精度、高特異性和高敏感性的方式(特別是高時間分辨率)直接可視化和精確量化生命系統(tǒng)中的瞬態(tài)NE變化仍然是一項嚴峻的挑戰(zhàn)。有鑒于此,華東師范大學田陽教授和張琪偉教授開發(fā)了一系列小分子探針,其可通過連續(xù)的親核取代-環(huán)化反應和比率近紅外熒光響應來特異性、快速地(60毫秒)檢測NE,比目前的小分子探針快3個數量級。
本文要點:
(1)研究者揭示了一種獨特的、水促進的分子間質子轉移機制,從而使識別動力學顯著提高了約680倍。
(2)基于其出色的特性,研究者利用該探針在單個神經元水平上對外部刺激下的瞬時內源性NE動態(tài)變化進行了定量成像,并進一步在急性腦切片和小鼠腦活體水平上揭示了NE的波動與帕金森病的病理之間的密切關系。
Yujie Han. et al. Sub-100 ms Level Ultrafast Detection and Near-Infrared Ratiometric Fluorescence Imaging of Norepinephrine in Live Neurons and Brains. Journal of the American Chemical Society. 2023
DOI: 10.1021/jacs.3c09239
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c09239