近年来,荧光成像技术因其可以高效无损的对目标基团及生物结构进行成像分析,已经在生物医学和环境监测等诸多领域发挥着重要作用。双光子荧光成像技术采用近红外光激发,更大程度上降低了生物的光损伤性,并且对生物组织具有更深的穿透能力,因此可以实现生物组织成像。

荧光分子探针是荧光成像技术的核心,将双光子成像技术与荧光监测技术相结合,设计合成具有优良双光子性能的荧光探针尤为重要。目前,由于受到双光子吸收截面及水溶性等因素的限制,能够应用于双光子荧光成像的荧光探针依然匮乏,因此,我们以水溶性较好的硅基罗丹明荧光染料为发光中心,分别在其9位苯环上引入甲基、三氟甲基、甲氧基和两个甲氧基合成了硅基罗丹明荧光探针SiR-C、SiR-F、SiR-O和SiR-DO,并对几例探针的光物理性能和双光子生物荧光成像性能进行了探究。研究表明,在PBS溶液,四例荧光探针均具有较好的溶解性。甲氧基的引入,赋予探针SiR-O和SiR-DO较高的荧光量子产率和较好的光稳定性。其中,双甲氧基的引入使探针SiR-DO具有更好的化学稳定性。

双光子吸收截面探究实验表明,甲氧基的引入,使探针SiR-O和SiR-DO具有较大的双光子吸收截面。探针浓度为500 nM时,两例荧光探针能迅速通过细胞膜进入神经细胞内,显现出良好的细胞膜通透性。在神经细胞内,探针SiR-O和SiR-DO与线粒体绿的定位系数均大于90%,表明在神经细胞内具有优异的线粒体定位能力。神经细胞内双光子激光照射10 min,探针SiR-O和SiR-DO的荧光强度基本不变,表明具有优良的荧光稳定性。两例探针在小鼠脑组织内的荧光穿透厚度分别为70μm和100μm,表现出较强的组织成像性能。表明两例探针具有优良的光学性能和双光子荧光成像性能,可以作为双光子荧光成像工具应用于生物成像领域。

SI-TAMRA-6-COOH硅-四甲基罗丹明-6-羧基 CAS：1426090-03-0
SiR650-BG SiR650硅基罗丹明-苄基鸟嘌呤 CAS：1418275-29-2
SiR700-BG SiR700硅基罗丹明-苄基鸟嘌呤CAS：1971086-34-6
5-HMSiR-Hochest Hochest修饰硅基罗丹明染料
Hochest-SiR Hochest荧光染料-硅基罗丹明
SiR-alkyne 硅基罗丹明-炔基
SiR-azide 硅基罗丹明-叠氮
SiR-BCN 硅基罗丹明-环丙烷环辛炔
SiR-COOH 硅基罗丹明-羧基
SiR-Maleimide 硅基罗丹明-马来酰亚胺
SiR-NHS ester 硅基罗丹明-琥珀酰亚胺脂
SiR-tetrazine 硅基罗丹明-四嗪
SiR-Me-tetrazine 硅-罗丹明-甲基四嗪
SiR-DBCO 硅基罗丹明-点击化学
SiR-PEG3-TCO 硅-罗丹明-三聚乙二醇-反式环辛烯
SiR-PEG4-alkyne 硅-罗丹明-四聚乙二醇-炔基
SiR-PEG4-azide 硅-罗丹明-四聚乙二醇-叠氮
SiR-PEG4-BCN 硅基罗丹明-四聚乙二醇-环丙烷环辛炔
SiR-PEG4-COOH 硅基罗丹明-四聚乙二醇-羧基
SiR-PEG4-Maleimide 硅基罗丹明-四聚乙二醇-马来酰亚胺
SiR-PEG4-NHS ester 硅基罗丹明-四聚乙二醇-活化脂
SiR-PEG4-tetrazine 硅基罗丹明-四聚乙二醇-四嗪
SiR-PEG4-DBCO 硅基罗丹明-四聚乙二醇-二苯丙环辛烯
SiR-PEG4-Me-tetrazine 硅基罗丹明-四聚乙二醇-甲基四嗪