在科技部、國家自然科學基金委和中國科學院的支持下，中國科學院化學研究所光化學院重點實驗室的課題組多年來致力于熒光傳感材料的設計合成及其新型器件的研究，他們設計、合成了一系列高效的新型熒光探針分子，包括ESIPT類化合物、分子內電荷轉移化合物和一類新型的三芳基硼類發光分子，并應用于純水體系中氟離子和汞離子的檢測(Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49 (29), 4915-4918， Anal. Chem. 2013, 85 (8), 4113-4119.)、寬范圍溫度的檢測等領域(Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50 (35), 8072-8076; Adv. Funct. Mater. 2013, 23 (3), 340-345; Chem. Comm. 2014, 50, 2778-2780.)和細胞內的pH值檢測等(Chem. Comm. 2014，50, 8787—8790)。
最近，在前期對三芳基硼化合物的特性研究基礎上，研究人員通過分子設計，合成了一種含有咪唑鹽和醚鏈的水溶性三芳基硼化合物。該化合物遇ATP后可發生有限的聚集，導致三芳基硼基團周圍的環境極性發生顯著降低，使三芳基硼的熒光大大增強。該化合物對ATP選擇性好、細胞毒性小、滲透細胞膜能力強，并且在細胞內的分散性好，因此可作為活細胞內的ATP探針，對ATP的分布及示蹤開展研究。通過熒光顯微成像及熒光壽命顯微成像等技術，研究人員利用該熒光探針研究了NIH/3T3細胞中ATP的分布及濃度。相關研究結果發表于近期的《德國應用化學》(Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53 (30), 7809-7813.)。
圖1 利用熒光探針進行ATP 檢測原理示意圖
圖2 共聚焦顯微熒光成像，檢測細胞內ATP的分布
