基于吩噻嗪核心的环化诱导近红外探针PTZQ-OH用于细胞铁死亡中线粒体HClO的超快检测及其功能特异性研究

本综述重点介绍了一种新型近红外荧光探针PTZQ-OH的开发与应用，该探针基于吩噻嗪-喹啉D-A结构（ICT机制），具备快速响应（<6 s）、高选择性（1364.7倍荧光增强）和近红外发射（653 nm）等优势，成功应用于铁死亡过程中线粒体次氯酸（HClO）的动态监测，为研究ROS相关细胞死亡机制提供了重要工具。

　　

设计思路与探针合成

为赋予探针快速响应、高选择性、近红外发射和大斯托克斯位移等理想特性，我们选择吩噻嗪单元作为优异构建模块。吩噻嗪以其与HClO的快速反应和强给电子能力而闻名（ICT机制）。基于分子内电荷转移（ICT）机制，我们通过C=C键连接喹啉基团（电子 withdrawing unit）设计出供体-受体（D-A）型探针（方案1）。

PTZQ-OH的合成

将1-乙基-4-甲基喹啉碘化物（0.12 g, 0.4 mmol）在乙醇（5 mL）中与化合物5（0.10 g, 0.33 mmol）及催化量哌啶回流反应。粗产物通过柱色谱（DCM/MeOH = 20/1）纯化，得到紫色固体PTZQ-OH（0.06 g），产率30%。PTZQ-OMe和PTZQ-H参照PTZQ-OH的合成方法制备。

细胞实验

线粒体共定位：HeLa细胞先经HClO（20 μM, 30 min）处理，随后用PTZQ-OH染色。

结论

总之，我们开发了三种基于吩噻嗪的新型荧光探针，用于体外和体内同步检测HClO。其中，PTZQ-OH对次氯酸盐展现出高选择性和灵敏度，具备优异的线粒体靶向能力，并成功应用于HeLa细胞内源性和外源性HClO的成像。此外，PTZQ-OH在铁死亡细胞模型中有效发挥作用，通过调节erastin浓度、诱导时间及铁死亡模型应用，能够精准追踪铁死亡过程中线粒体HClO的波动。