基于跨硫通路代谢谱分析的三通道荧光探针同时检测Cys、SO2与H2S实现癌细胞精准鉴别

本研究开发了首例可同时对跨硫通路（Transsulfuration pathway）中半胱氨酸（Cys）、二氧化硫（SO2）和硫化氢（H2S）进行三重分析的荧光探针TAC，通过捕获癌细胞特有的硫代谢指纹，为早期癌症无创诊断提供了创新性工具。

　　

光谱性能测试方法

探针储备液（10 mM）使用DMSO配制。将半胱氨酸（Cys）、同型半胱氨酸（Hcy）、谷胱甘肽（GSH）、丙氨酸（Ala）、亮氨酸（Leu）、天冬酰胺（Asn）、天冬氨酸（Asp）、甘氨酸（Gly）、色氨酸（Trp）、苏氨酸（Thr）、谷氨酸（Glu）、脯氨酸（Pro）、N-乙酰半胱氨酸（NAC）、二氧化硫供体（NaHSO₃）、多硫钠盐（Na₂S_n(n≥2)）、硫化氢供体（NaHS）、正丁胺以及多种金属离子（CaCl₂, CuCl₂, ZnSO₄, MgCl₂, Fe₂(SO₄)₃, Ni(NO₃)₂, Al₂(SO₄)₃, Cr₂(SO₄)₃, CoCl₂）与一氧化氮（NO）配制成1×10^?2 M储备液用于光谱测试。

TAC对Cys、SO₂和H₂S的光谱响应

为优化TAC的传感性能，我们首先在DMSO/PBS缓冲体系（经溶剂比例优化）中评估其对Cys、SO₂和H₂S的光谱响应。时间依赖的紫外-可见吸收和荧光光谱分析显示，TAC与不同分析物作用后产生独特的光学信号变化：加入Cys、SO₂或H₂S后，TAC的最大吸收峰在15分钟内分别从550 nm蓝移至400 nm、450 nm和510 nm。

结论

我们成功开发出TAC——一种基于香豆素骨架、修饰正丁硫基和丙二腈基团的三通道荧光探针，可实现跨硫通路中Cys、SO₂和H₂S的同时选择性检测。该探针凭借三个独立反应位点，展现出超高灵敏度、卓越选择性、优异光稳定性以及通道间可忽略的光谱串扰。其在分析物触发下产生的显著荧光增强效应，为活细胞中多靶标实时成像提供了强大工具。