煙臺海岸帶所在環境脅迫熒光探針研究中取得系統性進展

  近日,中國科學院煙臺海岸帶研究所陳令新研究員團隊環境期刊Journal of Hazardous Materials上發表了題為“用于檢測環境脅迫下生物分子變化的熒光探針”(Fluorescent probes for biomolecule detection under environmental stress, Journal of Hazardous Materials, 2022, 431, 128527)的觀點論文?;?/span>自身的研究探索和積累,結合國內外的發展現狀及趨勢,該文首次、全面總結了用于檢測環境脅迫下活性分子濃度變化的熒光探針(1),文章插圖22幅,涉及大約110余種熒光探針;有利于促進熒光探針在環境科學等領域的進一步發展和有效應用,豐富環境成像研究的科學內涵。 

  

  1. 環境脅迫熒光探針用于生物分子變化的檢測 

  近年來,熒光探針在可視化實時動態檢測各種生物分子的濃度變化和遷移方面取得了蓬勃發展。環境因素影響著生物活性分子在有機體的各生命過程中的分布和濃度變化。1所示,本文介紹了熒光探針的設計策略以及其應用于不同環境刺激下(例如:缺氧脅迫、缺血再灌注過程、高溫/低溫刺激、有機/無機化學品暴露、氧化/還原壓力脅迫、高血糖刺激和藥物治療引起的毒性等)的活性分子(主要包括:活性氧物種、活性氮物種、活性硫物種、活性硒物種、金屬離子以及酶等)的體內外檢測。生物體生存受各種環境因素,包括非生物因素(例如:溫度、鹽度、光照、pH以及氧氣濃度)和生物因素(例如:細菌、病毒感染等)的影響。外界環境因素改變造成的脅迫,會傳遞給有機體,細胞膜上受體接收到刺激信號,從而觸發第二信使的產生和傳遞,其中包括具有不同生理特性的各種生物活性分子(例如:氣體、自由基、離子、核苷酸、脂質和脂質衍生物等)。監測環境脅迫下細胞應激反應過程中生物(活性)分子水平的變化對于分子機制的研究、分子靶向治療的發展和藥物的發現提供巨大的潛力,并最終有利于揭示環境、健康和疾病之間的關系。 

  針對典型環境因素脅迫下,生物內源活性物種變化的分析監測難題,陳令新研究員團隊注重設計合成新型熒光探針,在細胞、組織和活體水平上,實現典型環境脅迫下生物內源活性分子的原位、實時、可視化分析監測。力圖闡明典型污染物在生命體內的分布、轉運以及與內源物種相互作用的規律,為解決“污染與健康”的深層次問題、及為探明環境脅迫下細胞信號轉導和生理功能通路等提供有力的理論和技術支撐。相關工作已在Chemical Society Reviews, Analytical Chemistry, Advanced Functional Materials, Biomaterials, Chemical Communications, Chemical Science, Journal of Hazardous Materials等期刊發表論文80余篇,授權發明專利10余項。 

  原文鏈接見:https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2022.128527 

 

 

   



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