一种基于萘酰亚胺的检测细胞内pH值的荧光探针及其生物成像应用

摘要

细胞内溶酶体的pH值对细胞自噬、吞噬、酶加工等各项生命活动有着重要影响.细胞核是真核细胞中最大的细胞器,控制着生物体内的遗传和代谢过程,参与代谢过程的酶对pH值的变化很敏感.因此,研究细胞体内的pH值变化至关重要.我们设计并以简单的两步反应合成了一种新型荧光探针NpH-1.该探针以萘酰亚胺作为荧光团,以吗啉基团作为对pH值响应的位点,通过光诱导电子转移(PET)机制调控荧光,能够对pH值变化响应.我们在缓冲范围为1.81到11.92的Britton-Robison缓冲液中测定了NpH-1对pH值变化响应的光谱性质.在pH值3.0道10.0的范围内,NpH-1能够对pH值的变化产生快速可逆的响应,其pKa值为5.41.探针具有很高的光稳定性.NpH-1具有很低的细胞毒性,能够用于活细胞成像.我们用氯喹刺激HeLa细胞,使细胞的pH值发生变化,并用探针NpH-1监测了这一过程中的pH值变化.另外,还对NpH-1进行了溶酶体、线粒体、高尔基体、内质网和细胞核的共定位实验,结果表明,探针主要分布在溶酶体和细胞核中,这意味着NpH-1可以用于检测复杂细胞环境中的pH值变化.