【仪表网 研发快讯】近日，大连化学物理研究所生物技术研究部分子探针与荧光成像研究组(1818组)徐兆超研究员、乔庆龙副研究员团队提出基于氮杂环丁烷甲酰胺(azetidinecarboxamide)的荧光配体偶联策略，在同一分子框架内一体化地实现了荧光探针亮度提升，以及与靶向配体多样性偶联，为活细胞超分辨荧光成像提供了兼具高亮度、多靶点适配性的新一代分子工具。
荧光配体偶联物是细胞成像领域的核心工具，通过将靶向配体与荧光染料结合，实现对特定生物分子的精准示踪。随着超分辨荧光成像和细胞网络动态解析的发展，迫切需要多样性的高亮度荧光探针。然而，传统方法面临合成复杂度高与性能受限的双重挑战：一方面，提升荧光量子产率通常需对染料核心进行结构修饰，例如抑制分子内扭转电荷转移效应(TICT)，这会阻碍后续配体偶联位点的引入；另一方面，现有偶联策略依赖染料外围功能基团(如羧酸、胺基)的逐步修饰，导致合成步骤冗长。
针对上述问题，本工作提出氮杂环丁烷甲酰胺一体化策略。该策略创新地将荧光增强模块与配体偶联位点整合于同一分子骨架：氮杂环丁烷环通过刚性结构抑制TICT效应，使荧光量子产率显著提升；甲酰胺羰基则作为通用偶联位点，可与氨基、巯基等各类配体快速结合，无需额外引入功能基团。与传统“先修饰染料、后偶联配体”的分步策略相比，该策略利用羰基作为通用偶联位点，可直接连接靶向配体，无需额外修饰，因此大幅缩减了合成步骤。基于该策略，团队构建了涵盖香豆素、萘酰亚胺、NBD、罗丹明、罗丹莹、硅罗丹明等六类荧光染料，以及HaloTag、SNAP-tag、CA IX、线粒体靶向分子等六类配体的探针库，覆盖可见光至近红外光谱。
相关研究成果以“Bright and Versatile Azetidinecarboxamide-Based Fluorophore-Ligand Conjugates for High-Resolution Cell Imaging”为题，发表在《德国应用化学》(Angewandte Chemie International Edition)上。该工作的第一作者是我所1818组博士后许宁。该研究得到国家自然科学基金、中国科学院稳定支持基础研究领域青年团队计划、我所创新基金等项目的资助。(文/图 许宁、乔庆龙、徐兆超)
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