我实验室袁林课题组在大Stokes位移荧光染料及成像分析应用研究重要进展(图文)

 日前，我实验室袁林教授等在大Stokes位移荧光染料及成像分析应用研究方面取得重要进展。相关研究成果以题为“A General Method to Increase Stokes Shift by Introducing Alternating Vibronic Structures”的论文发表于国际顶尖化学期刊《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society，影响因子13.858）。

荧光成像作为一种直观、原位的可视化观测技术在功能分子标记和检测方面得到了广泛的应用。其中，以有机荧光染料为基础的生物分子标记和分子荧光探针具有操作简便、重现性好等优点，可方便用于实现生物分子的原位、实时无损伤检测以及生物分子及其生物过程的追踪。然而，大多数荧光染料（如荧光素，罗丹明，恶嗪和花菁素）的Stokes位移都非常小（一般小于30nm），导致激发光谱和发射光谱之间的严重串扰，造成成像时信噪比低和严重的荧光自猝灭现象（见图），限制了其在生物成像中的应用。

论文通过理性设计和理论计算，提出一种增大常规荧光染料Stokes位移的通用策略（Alternating Vibronic Structures），并用这种策略合成了系列荧光染料（罗丹明类、恶嗪类、方菁酸类、和花菁素类等）。这些染料与母体染料结构相比，Stokes位移、光稳定性和成像亮度等都显著改善，并且该染料得吸收和发射波长也显著红移。在此基础上，利用该染料和母体染料发展的探针连用，实现了线粒体和溶酶体的单激发和双发射同时成像分析。

袁林教授为该论文的通讯作者。研究工作主要由化学化工学院的任天兵、许望、张维、王志尧、向振等同学共同完成，并得到了张晓兵教授的大力支持，以及国家自然科学基金优秀青年基金和湖湘青年英才等项目的支持。