新型水溶性线粒体靶向ESIPT活性酰腙荧光探针：特异性检测Zn2+和S2?离子及HeLa细胞成像研究

本文报道了一种新型酰腙类荧光配体（HSN·Cl），该探针通过激发态分子内质子转移（ESIPT）机制实现对Zn2+的"开启式"荧光响应及对S2?的"关闭式"响应，成功构建分子INHIBIT逻辑门系统。其独特设计整合了线粒体靶向基团和亲水性季铵盐，在活细胞中实现高对比度成像，为线粒体微环境监测提供了新型分子工具。

　　

Highlight亮点

我们开发了一种具有激发态分子内质子转移（ESIPT）特性的新型水溶性线粒体靶向荧光探针HSN·Cl，它能特异性识别Zn²⁺并产生显著荧光增强信号，随后形成的HSN·Cl-Zn复合物又可高效检测S^2?离子。这种独特的"关-开-关"响应模式使其成为构建分子逻辑门的理想平台。

Materials and apparatus材料与方法

所有实验仪器、试剂配制方法、细胞毒性评估及HeLa细胞荧光成像操作步骤详见电子支持信息。关键设备包括荧光分光光度计、共聚焦显微镜等，所有化学试剂均为分析纯。

Design and synthesis of HSN·Cl探针设计与合成

通过2,4-二叔丁基-6-羟基苯甲醛与吉拉德试剂T的简单缩合反应，我们以87.2%的收率获得目标产物。该设计巧妙整合了以下特征：

1）酚羟基作为ESIPT供体

2）席夫碱（CH=N）作为Zn²⁺识别位点

3）季铵盐基团增强水溶性和细胞穿透性

4）叔丁基空间位阻提高光稳定性

Conclusions结论

这项研究成功开发出具有双重响应功能的智能荧光探针，其创新性体现在：

1）首次实现Zn²⁺/S^2?的连续检测

2）荧光试纸条实现可视化检测

3）共定位实验证实线粒体靶向能力

4）为研究线粒体内Zn²⁺动态分布提供新工具

该探针在神经退行性疾病和癌症的线粒体功能障碍研究中具有重要应用前景。