烟台海岸带所环境胁迫荧光探针研究取得进展

近日，中国科学院烟台海岸带研究所研究员陈令新团队在Journal of Hazardous Materials上，发表了题为《用于检测环境胁迫下生物分子变化的荧光探针》（Fluorescent probes for biomolecule detection under environmental stress, Journal of Hazardous Materials）的观点论文。结合国内外的发展现状与趋势，该论文首次全面总结了用于检测环境胁迫下活性分子浓度变化的荧光探针（如图），文章插图22幅，涉及约110余种荧光探针，有利于促进荧光探针在环境科学等领域的进一步发展和有效应用，并丰富环境成像研究的科学内涵。

近年来，荧光探针在可视化实时动态检测各种生物分子的浓度变化和迁移方面取得了发展。环境因素影响生物活性分子在有机体的各生命过程中的分布和浓度变化。如图所示，该论文介绍了荧光探针的设计策略及其应用于不同环境刺激下（如缺氧胁迫、缺血再灌注过程、高温/低温刺激、有机/无机化学品暴露、氧化/还原压力胁迫、高血糖刺激和药物治疗引起的毒性等）的活性分子（如活性氧物种、活性氮物种、活性硫物种、活性硒物种、金属离子及酶等）的体内外检测。生物体生存受到各种环境因素【非生物因素（如温度、盐度、光照、pH及氧气浓度）和生物因素（如细菌、病毒感染等）】的影响。外界环境因素改变造成的胁迫，传递给有机体，细胞膜上受体接收到刺激信号，从而触发第二信使的产生和传递，包括具有不同生理特性的各种生物活性分子（如气体、自由基、离子、核苷酸、脂质和脂质衍生物等）。监测环境胁迫下细胞应激反应过程中生物（活性）分子水平的变化为分子机制的研究、分子靶向治疗的发展和药物的发现提供了潜力，有利于揭示环境、健康和疾病之间的关系。

针对典型环境因素胁迫下，生物内源活性物种变化的分析监测难题，陈令新团队注重设计合成新型荧光探针，在细胞、组织和活体水平上，实现典型环境胁迫下生物内源活性分子的原位、实时、可视化分析监测，力图阐明典型污染物在生命体内的分布、转运以及与内源物种相互作用的规律，为解决“污染与健康”的深层次问题、探明环境胁迫下细胞信号转导和生理功能通路等提供强有力的理论和技术支撑，已在Chemical Society Reviews、Analytical Chemistry、Advanced Functional Materials、 Biomaterials、Chemical Communications、Chemical Science、Journal of Hazardous Materials等上发表论文80余篇，授权发明专利10余项。

论文链接

环境胁迫荧光探针用于生物分子变化的检测