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二價金屬陽離子（如鈣離子(Ca²⁺)和鎂離子(Mg²⁺)）是調節多種細胞活動的重要成分。有鑒于此，慶應義塾大學Yuki Hiruta和Kotaro Oka利用o-鄰氨基酚-N,N-二乙酸-o-亞甲基-甲基亞膦酸鹽(APDAP，游離的Mg²⁺選擇性配體)作為靶標結合位點，開發了KLCA系列探針。

本文要點：

（1）實驗合成了基于羅丹明熒光團的橙色熒光探針KLCA-301和基于Si-羅丹明熒光團的近紅外(NIR)熒光探針KLCA-501，以用于多色成像。對Ca²⁺和Mg²⁺的熒光響應表明，KLCA系列探針可作為低親和力Ca²⁺探針。在培養的大鼠海馬神經元中，KLCA-301主要定位于胞質中，而KLCA-501則主要定位于胞質和顆粒細胞器。研究者通過比較KLCA-301和高親和力Ca²⁺探針Fluo-4在谷氨酸刺激的染色神經元中的熒光響應發現，KLCA-301可以反映細胞內Ca²⁺的繼發性大幅升高情況，而Fluo-4則無法檢測。

（2）此外，在谷氨酸刺激下，KLCA-501在染色的神經元中會產生類似于低親和力Ca²⁺探針Fluo-5N的熒光響應，由此表明KLCA-301和KLCA-501都可以作為低親和力Ca²⁺探針。此外，KLCA-501還能夠同時對神經元中的Ca²⁺和ATP濃度的變化以及線粒體內膜電位的變化進行可視化成像。綜上所述，該研究開發的KLCA-501探針有望成為同時對多個靶點進行多色成像并探究它們在細胞中的相互關系的有力工具。

Rei Kumada. et al. Development of Phosphinate Ligand-Based Low Affinity Ca²⁺ Fluorescent Probes and Application to Intracellular Ca²⁺ Imaging. Analytical Chemistry. 2023

DOI: 10.1021/acs.analchem.3c03266

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.3c03266