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随着神经退行性疾病患病率上升,氧化 / 羰基应激与 MDA(丙二醛)、FA(甲醛)紧密相关,且二者还关乎食品安全。研究人员合成了以氨基乙基吗啉为溶酶体靶向位点、肼基为识别位点的萘酰亚胺基荧光探针。该探针可区分 MDA/FA,为相关研究及食品安全检测提供依据。
在人口老龄化加剧的当下,神经退行性疾病的阴影愈发沉重地笼罩着人们的健康。这类疾病的研究成为科学界的重点关注领域,其中氧化 / 羰基应激被视为其基本的病理生理机制。丙二醛(MDA)和甲醛(FA)作为与氧化应激紧密相关的活性羰基物质(RCS),不仅在神经退行性疾病的进程中扮演关键角色,还在食品安全方面引发担忧,因为它们常出现在加工不当的食品中,悄然威胁着人们的健康。
然而,现有的 MDA/FA 检测方法存在诸多不足。例如,紫外线分光光度法等传统检测手段往往需要苛刻的检测条件,难以满足实际需求。虽然荧光成像技术凭借高灵敏度和精确的时空分辨率成为检测生物活性分子的有力工具,但能同时检测 MDA 和 FA 的荧光探针却十分稀缺。在这样的背景下,为了深入探究神经退行性疾病的发病机制,保障食品安全,国内研究人员开展了一项意义重大的研究。
研究人员设计并合成了一种以萘酰亚胺为荧光团,氨基乙基吗啉为溶酶体靶向基团,肼基为识别位点的荧光探针(LNA)。该研究成果意义非凡,它不仅首次实现了在神经细胞溶酶体内对 MDA/FA 的荧光成像,让人们得以直观观察二者在溶酶体内的变化,还为神经退行性疾病的诊断提供了新的科学依据,同时为食品安全检测提供了强大的技术支持。此研究成果发表在《Bioorganic Chemistry》上。
研究人员在研究过程中主要运用了以下关键技术方法:一是利用化学合成技术制备并表征了荧光探针 LNA;二是借助荧光成像技术,对神经细胞溶酶体内的 MDA/FA 进行实时监测和成像分析;三是将制备的探针应用于各类食品样本检测,探究其在食品安全检测方面的可行性。
下面详细介绍研究结果:
- 探针设计与识别机制:研究人员开发的荧光探针 LNA,以萘酰亚胺为荧光团,氨基乙基吗啉作为溶酶体靶向基团,能精准定位到溶酶体;肼基作为识别位点,在识别过程中,探针与 FA 结合形成 C=N 键,与 MDA 结合形成吡唑基团,从而实现对 MDA/FA 的区分识别。
- 细胞内荧光成像:通过对神经细胞进行荧光成像实验,研究人员成功实现了在氧化 / 羰基应激条件下对 MDA/FA 的差异化成像,充分展示了探针 LNA 良好的检测性能,同时也证明了其溶酶体靶向能力,能够实时监测溶酶体内 MDA/FA 的变化情况。
- 食品样本检测:研究人员将探针 LNA 应用于多种食品样本检测,结果表明该探针在食品安全检测方面具有巨大潜力,为保障食品安全提供了新的技术手段。
研究结论显示,研究人员成功开发出一种能够在神经细胞和食品样本中区分检测 MDA/FA 的溶酶体靶向荧光探针 LNA。该探针与 MDA/FA 反应后会分别发出蓝色和绿色荧光,实现了对二者的区分。并且首次检测到溶酶体内 MDA/FA 水平的变化,还观察到在氧化应激和羰基应激下,MDA/FA 浓度会升高。
从讨论部分来看,这一研究成果为理解神经退行性疾病中氧化 / 羰基应激、溶酶体功能障碍与 MDA/FA 形成之间的复杂相互作用提供了重要依据。在神经退行性疾病研究领域,有助于进一步阐明疾病的病理过程,为后续的预防和治疗策略开发提供方向;在食品安全检测方面,为保障食品质量安全提供了一种高效、便捷的检测工具,具有广阔的应用前景。这项研究成果犹如一把钥匙,为打开神经退行性疾病研究和食品安全保障的新大门提供了可能,推动了生命科学和健康医学领域的进一步发展。