单波长激发双色荧光探针CouPy+实现铁死亡过程中极性-粘度动态同步成像

本文报道了首个单分子双响应荧光探针CouPy+，通过扭曲分子内电荷转移（TICT）和分子转子机制，实现单波长激发下的双色成像（绿色通道响应极性，深红通道响应粘度），成功应用于活细胞铁死亡过程中线粒体极性降低与粘度升高的同步动态可视化，为微环境多参数监测提供了突破性工具。

　　

Highlight

INSTRUCTION

生物系统依赖严格调控的进程（包括蛋白质相互作用、信号通路和细胞增殖）以维持生理功能¹。通常，生物分子和微环境等多组分独立或协同参与这些进程²。这些过程涉及生物分子与微环境因子的动态协调，其失调直接关联癌症等疾病状态³。

Synthesis of Compound 2

化合物1参照已有方法制备¹⁰。将三氯氧磷（2.8 mL, 30 mmol）在冰浴条件下缓慢加入DMF（10 mL, 120 mmol）中，室温反应30分钟。随后将化合物1（2.33g, 10 mmol）的DMF（20 mL）溶液缓慢加入上述反应液，60°C下搅拌12小时。冷却至室温后，将混合液倒入冰水中，并用氢氧化钠调节pH至中性。

The Design of the Probe CouPy⁺

探针CouPy⁺一侧为具有强电子给体能力的二乙氨基香豆素衍生物（Donor），另一侧为电子受体喹啉盐（Acceptor）。其典型的D-π-A结构特性产生显著分子内电荷转移效应（ICT），使探针对溶剂分子极性高度敏感——探针在不同极性溶液中的发射强度与波长呈现规律性变化。

CONCLUSIONS

总之，我们开发了基于二乙氨基香豆素-喹啉骨架的双参数荧光探针CouPy⁺，可通过独特的绿色和红色发射通道同步监测极性与粘度。探针的极性敏感性源于其TICT机制，在低极性环境中引发蓝移和绿色发射增强；而粘度敏感性则来自转子旋转受限，在高粘度条件下显著增强红色荧光。