新型熒光傳感器陣列應用于淀粉樣蛋白聚集檢測

近日，中國科學院大連化學物理研究所研究員徐兆超團隊和新加坡科技設計大學劉曉剛教授團隊合作，發展了一種全分子多因素調控熒光團TICT的方法，并設計出具有寬動態響應范圍和梯度敏感性的熒光傳感器陣列，可應用于Aβ蛋白聚集動力學的監測。相關成果發表在《化學科學》上。

通過抑制熒光分子受光激發后的扭轉分子內電荷轉移（TICT），可以開發出高亮度、高穩定性的熒光團。調控熒光團TICT性能可以設計出具有不同敏感性的熒光探針，以此滿足探測生理環境多樣性的需求。然而，分子工程方法依靠單個影響因素來調控TICT，一直以來缺乏從分子結構整體來系統發現和考量多種影響因素。

針對這一問題，合作團隊通過理論計算和實驗驗證，首先發現了多個結構因素對熒光團TICT態存在影響，包括發色團共軛鏈長度、分子是否帶電、供體模塊的供電性以及供體和發色團之間的幾何結構的預扭轉等。

進一步地，團隊以廣泛應用于蛋白質檢測、粘度或pH指示劑的半花菁類熒光團為研究骨架，將多重影響因素系統考量指導分子結構改造，設計合成了15種半花菁衍生物熒光陣列。其發光顏色涵蓋整個可見光區，并具有梯度靈敏度和不同動態響應范圍。這種陣列的寬動態響應范圍和梯度敏感性得益于熒光分子結構的多樣性，最終實現了對Aβ蛋白聚集不同階段動力學的監測，以及對形成的Aβ纖維的熒光成像。

該方法基于熒光分子的發光構效關系，通過實驗和理論相結合的方式，深入理解了分子發光機理，為工程化創制高性能的熒光分子提供了新思路和新方法。

相關論文信息：https://doi.org/10.1039/D2SC06710B