一个基于甲的近红外光学传感器用于铜 (II) 在水溶液和活细胞中检测
Ziya Aydin1,2,3, Bing Yan1,4, Maolin Guo1,2,4
1Department of Chemistry and Biochemistry and UMass Cranberry Health Research Center, University of Massachusetts Dartmouth, 285 Old Westport Road, Dartmouth, MA 02747, USA.
Sensors (Basel, Switzerland)
|January 10, 2026
概括
我们开发了IRPhen,这是一种用于检测铜离子 (Cu2+) 的近红外光学传感器. 这种敏感和有选择性的探针在活细胞中工作,帮助研究铜.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 化学生物学 化学生物学
- 分析化学 分析化学
背景情况:
- 铜离子对于生物过程至关重要,但过量有毒.
- 精确检测铜 (Cu2+) 对于了解其在健康和疾病中的作用至关重要.
- 现有的检测方法可能缺乏灵敏度,选择性或适用于生物系统.
研究的目的:
- 开发一种新的近红外 (NIR) 光学传感器,用于对Cu2+的敏感和选择性检测.
- 在体外 (in vitro) 描述传感器的结合特性和性能.
- 为了证明传感器对活细胞实时Cu2+成像的实用性.
主要方法:
- 一个胺胺基基架的合成与一个1,10-phenanthroline Cu2+-绑定受体 (IRPhen) 相结合.
- 光谱分析 (吸收,发射) 用于确定光学特性和结合常量.
- 在体外选择性测定与竞争金属离子.
- 在纤维细胞中使用共聚焦显微镜进行细胞透性研究和活细胞成像.
主要成果:
- IRPhen 具有强烈的 NIR 吸收 (750 nm) 和发射 (808 nm).
- 传感器表现出高灵敏度 (检测极限为0.286μM) 和Cu2+的选择性.
- 观察到快速,可逆的1:1结合,结合常数为1.3 × 106 M-1.
- IRPhen具有细胞透性,并成功检测了活体WS1细胞中的动态Cu2+变化.
结论:
- IRPhen是一种强大而有效的NIR光学传感器,用于Cu2+检测.
- 传感器的细胞透性和实时成像能力对生物研究非常有价值.
- 这个平台可以推进对铜恒温和相关病理的研究.
- 设计原则可以适应开发用于其他金属离子的传感器.
