在活细胞成像中,用近红外发射桥式胺染料对器官细胞进行立体化学依赖标记

科学领域:

• 化学生物学 化学生物学
• 生物光子学 生物光子学
• 分子成像学分子成像学

背景情况:

• 近红外 (NIR) 光体对于先进的生物成像技术至关重要,因为它们能深入组织并减少自身光.
• 开发具有高化学和光稳定的NIR光体,再加上高效的细胞透性,仍然是一个重大挑战.
• 蛋白质标记需要稳定,明亮的探头,并展示特定的准,以准确地可视化细胞过程.

研究的目的:

• 开发用于增强蛋白质标签应用的新型近红外 (NIR) 胺-胺 (POR) 染料.
• 研究新型POR染料中cis和trans异构体的结构性质关系.
• 为了证明优化的POR染料对先进的活细胞成像技术,包括超分辨率显微镜的实用性.

主要方法:

• 合成和分离胺-胺 (POR) 染料的 cis 和 trans 异构体.
• 使用X射线衍射进行结构性表征.
• 使用HaloTag结合和分子动力学模拟的活细胞成像实验.
• 多色时隔超分辨率3D成像 (超分辨率5D成像).

主要成果:

• POR染料的转异构体选择性地标记了具有高特异性的HaloTag融合蛋白质,与显示非特异性膜积累的cis异构体不同.
• 转变异构体使细胞分裂的长期成像和多色有机体成像成为可能.
• 分子动力学模拟表明,转异构体与脂质分子的相互作用抑制了寡合化,导致活细胞的性能优越.
• 超高分辨率的5D成像显示了活细胞内质网膜和微管之间相互连接的网络.

结论:

• 酸-胺 (POR) 染料,特别是转变异构体,代表了NIR光体在蛋白质标签中的重大进步.
• 优化的POR染料提供了卓越的化学稳定性,光稳定性和特定的细胞向性.
• 这些新型染料促进了先进的活细胞成像,包括长期观察和超分辨率显微镜,为生物发现开辟了新的途径.