基于三氟甲基调控的硫醇-色烯"点击"反应荧光探针实现精神分裂症模型小鼠脑内硫醇动态可视化

本文开发了一种新型近红外荧光探针DCI-CF3-MPC，通过三氟甲基调控策略突破血脑屏障(BBB)限制，首次实现精神分裂症(SCZ)模型小鼠脑内硫醇动态实时成像。该探针基于硫醇-色烯"点击"反应机制，具有688 nm发射波长和1.284脂水分配系数(Log P)，能灵敏监测谷氨酸诱导的神经细胞硫醇波动，并成功应用于评估N-乙酰半胱氨酸(NAC)、氟桂利嗪(FLU)和奥氮平(ONP)对氧化还原稳态的调节作用，为SCZ的早期诊断和治疗提供新视角。

　　

Highlight

化学品与仪器

所有化学品均为商业采购并直接使用。吸收和荧光光谱分别使用Agilent Cary 60和Edinburgh FS5光谱仪记录。核磁共振谱由Bruker AVANCE III (600 MHz)或中科博讯BUXI-I (400 MHz)谱仪完成。高分辨质谱通过Bruker Apex Ultra系统获得。细胞成像使用蔡司LSM880激光共聚焦显微镜进行。

探针DCI-CF₃-MPC的合成

将获得的DCI-CF₃-CHO (0.19 g, 0.5 mmol)溶于混合溶剂中...（具体合成步骤详见方案S1）

DCI-CF₃-MPC的合成与传感机制

DCI-CF₃-MPC可便捷合成，其合成路线如方案S1所示。为阐明探针对硫醇的传感机制(图1B)，我们分别对游离探针及其与15当量半胱氨酸(Cys)的混合物进行了¹H NMR光谱分析。如图1C所示，加入Cys后，原本位于识别位点α,β-不饱和双键上的H1质子化学位移从7.2 ppm迁移至5.3 ppm附近。这种上场迁移现象明确证实了硫醇与chromene单元通过迈克尔加成反应发生共价结合，从而激活荧光信号。

Conclusion

总之，我们通过理化性质导向的设计策略开发了一种新型近红外荧光探针DCI-CF₃-MPC。该探针采用二氰基异佛尔酮衍生物作为荧光团，并在chromene部分引入不饱和键作为选择性识别位点，实现了对硫醇的特异性检测。DCI-CF₃-MPC在未反应时背景信号可忽略不计，而在硫醇刺激下发生显著荧光增强，能够以高灵敏度检测...