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近年來,熒光成像技術因其可以高效無損的對目標基團及生物結構進行成像分析,已經在生物醫學和環境監測等諸多領域發揮著重要作用。雙光子熒光成像技術采用近紅外光激發,更大程度上降低了生物的光損傷性,并且對生物組織具有更深的穿透能力,因此可以實現生物組織成像。

熒光分子探針是熒光成像技術的核心,將雙光子成像技術與熒光監測技術相結合,設計合成具有優良雙光子性能的熒光探針尤為重要。目前,由于受到雙光子吸收截面及水溶性等因素的限制,能夠應用于雙光子熒光成像的熒光探針依然匱乏,因此,我們以水溶性較好的硅基羅丹明熒光染料為發光中心,分別在其9位苯環上引入甲基、三氟甲基、甲氧基和兩個甲氧基合成了硅基羅丹明熒光探針SiR-C、SiR-F、SiR-O和SiR-DO,并對幾例探針的光物理性能和雙光子生物熒光成像性能進行了探究。研究表明,在PBS溶液,四例熒光探針均具有較好的溶解性。甲氧基的引入,賦予探針SiR-O和SiR-DO較高的熒光量子產率和較好的光穩定性。其中,雙甲氧基的引入使探針SiR-DO具有更好的化學穩定性。

雙光子吸收截面探究實驗表明,甲氧基的引入,使探針SiR-O和SiR-DO具有較大的雙光子吸收截面。探針濃度為500 nM時,兩例熒光探針能迅速通過細胞膜進入神經細胞內,顯現出良好的細胞膜通透性。在神經細胞內,探針SiR-O和SiR-DO與線粒體綠的定位系數均大于90%,表明在神經細胞內具有優異的線粒體定位能力。神經細胞內雙光子激光照射10 min,探針SiR-O和SiR-DO的熒光強度基本不變,表明具有優良的熒光穩定性。兩例探針在小鼠腦組織內的熒光穿透厚度分別為70μm和100μm,表現出較強的組織成像性能。表明兩例探針具有優良的光學性能和雙光子熒光成像性能,可以作為雙光子熒光成像工具應用于生物成像領域。

SI-TAMRA-6-COOH硅-四甲基羅丹明-6-羧基 CAS：1426090-03-0
SiR650-BG SiR650硅基羅丹明-芐基鳥嘌呤 CAS：1418275-29-2
SiR700-BG SiR700硅基羅丹明-芐基鳥嘌呤CAS：1971086-34-6
5-HMSiR-Hochest Hochest修飾硅基羅丹明染料
Hochest-SiR Hochest熒光染料-硅基羅丹明
SiR-alkyne 硅基羅丹明-炔基
SiR-azide 硅基羅丹明-疊氮
SiR-BCN 硅基羅丹明-環丙烷環辛炔
SiR-COOH 硅基羅丹明-羧基
SiR-Maleimide 硅基羅丹明-馬來酰亞胺
SiR-NHS ester 硅基羅丹明-琥珀酰亞胺脂
SiR-tetrazine 硅基羅丹明-四嗪
SiR-Me-tetrazine 硅-羅丹明-甲基四嗪
SiR-DBCO 硅基羅丹明-點擊化學
SiR-PEG3-TCO 硅-羅丹明-三聚乙二醇-反式環辛烯
SiR-PEG4-alkyne 硅-羅丹明-四聚乙二醇-炔基
SiR-PEG4-azide 硅-羅丹明-四聚乙二醇-疊氮
SiR-PEG4-BCN 硅基羅丹明-四聚乙二醇-環丙烷環辛炔
SiR-PEG4-COOH 硅基羅丹明-四聚乙二醇-羧基
SiR-PEG4-Maleimide 硅基羅丹明-四聚乙二醇-馬來酰亞胺
SiR-PEG4-NHS ester 硅基羅丹明-四聚乙二醇-活化脂
SiR-PEG4-tetrazine 硅基羅丹明-四聚乙二醇-四嗪
SiR-PEG4-DBCO 硅基羅丹明-四聚乙二醇-二苯丙環辛烯
SiR-PEG4-Me-tetrazine 硅基羅丹明-四聚乙二醇-甲基四嗪