#化学每日一文# 【热点文章】基于BODIPY的荧光探针检测活性氧的研究进展
引用本文：赖申枝，谢俊英，李春艳，等. 基于BODIPY的荧光探针检测活性氧的研究进展[J].化学试剂, 2023,45(5)：11-20。
DOI: 10.13822 /j.cnki.hxsj.2023.0034
背景介绍
活性氧（ROS）是一种重要的含氧化学活性物质，与各种生理过程密切相关。但过量的ROS可能会导致诸多疾病，如心血管疾病、神经退行性疾病甚至癌症等，因此有效的识别和检测ROS具有重要意义。荧光探针具有选择性好、灵敏度高、制备方便、可实时监测等优点，对于ROS的检测研究有广阔的应用前景。氟硼二吡咯亚甲基（BODIPY）由于具有摩尔吸光系数大、光稳定性良好、荧光量子产率较高、生物毒性低等优良性质，近年来被广泛应用于检测ROS。
文章亮点
01.针对不同的活性氧进行分类，主要综述了近5年来国内外基于BODIPY荧光探针用于检测ROS的研究现状。
02.展望了BODIPY荧光探针检测ROS的发展方向，为今后研究ROS在生理和病理过程中的作用提供一定的理论参考。
内容介绍
1 HOCl/ClO-荧光探针
ClO-是在髓过氧化物酶（MPO）催化下，H2O2和Cl-发生反应所生成的一种内源性的ROS。ClO-在生理条件下与相应的HOCl以平衡形式存在，对免疫系统是至关重要的。然而，过量的HOCl/ClO-可能会导致严重的疾病[16]。此外，对HOCl在不同细胞器中的分布和作用的研究较少。因此，开发用于体内检测HOCl的小分子荧光探针显得尤为重要。
2 H2O2荧光探针
H2O2是几种细胞过程的有效生物标志物，如细胞中的蛋白质折叠、生长、信号、分化和迁移[25]。H2O2在生物合成、宿主防御和细胞信号等多种生物过程中也起着重要作用。H2O2同时是重要的微量营养物质，在人体生理过程中起着至关重要的作用，H2O2浓度失调会引起氧化应激、衰老和一些严重疾病，包括阿尔茨海默病，心血管疾病和癌症[26]。用于检测生理性H2O2的荧光探针已经引起了广泛的关注。
3 1O2荧光探针
1O2属于ROS中的一种，可以通过酶促代谢及非酶的化学反应或在光动力治疗期间发生光化学反应等形成。1O2是一种细胞毒活性物质，在大多数真核细胞中内源性产生，并参与许多生化过程，包括凋亡反应等[33]。1O2的检测对于阐明其在生理和病理过程中的作用机制非常重要。
4 ·OH荧光探针
·OH作为ROS的一种，含有一个未成对电子，具有极强的氧化能力，主要在细胞内线粒体电子传递过程中形成，线粒体的髓过氧化物酶可催化O2生成·OH。·OH在生物系统中可以迅速与生物分子发生反应，导致细胞损伤甚至凋亡。由于•OH重要的生物学意义，高效的·OH荧光探针被广泛应用[36]。
5 ·O2-荧光探针
·O2-是人类生命必需的另一种重要ROS，特别是在细胞生长和代谢过程中，但·O2-的过度表达可能导致严重疾病。基于这一事实，许多荧光探针被开发应用于超氧化物的检测[40]。
6 HOBr荧光探针
HOBr是一种重要的ROS，化学性质和物理性质均与HOCl具有高度相似性。与其他ROS类似，HOBr的过量生成会损伤机体，导致炎症组织损伤和各种疾病[44]。
由于缺乏区分特异的荧光探针来监测由嗜酸粒细胞过氧化酶（EPO）产生的次溴酸和由MPO产生的次溴酸，Kim等[45]开发了一种BODIPY探针32（如图23所示）来检测HOBr，该探针对于HOBr具有高的动力学选择性（≥1200:1）。当在探针溶液中加入由EPO产生的次溴酸后，由于产生的卤化化合物在发射J-聚集体的自组装作用，探针荧光增强。该探针显示出高的灵敏度（LOD为0.09 ng/mL）和快速的响应性（≤ 2 s）。因此，该探针可用于在癌细胞氧化应激和活小鼠免疫反应的EPO活性成像。
7结论与展望
由于BODIPY染料的显著特性，如摩尔吸光系数大、光稳定性良好、荧光量子产率较高、生物毒性低等，BODIPY荧光探针得以快速发展。ROS在信号传导和病理状态中起重要作用，利用荧光探针检测ROS物质已经得到了广泛认可。尽管许多研究者致力于开发基于BODIPY荧光团的ROS探针，但还存在很多挑战。目前该类近红外探针的发射波长大多数在近红外一区（650 ~ 900 nm）范围内，在信噪比和组织穿透深度等方面仍然存在不足，而发射波长大于900 nm（近红外二区）的荧光探针能较好地解决传统近红外荧光探针的问题。因此，开发具有更深层组织穿透能力、高信噪比的近红外二区BODIPY荧光团的ROS探针可能成为未来研究的热点领域。此外，兼具水溶性及体内靶向能力的BODIPY荧光探针的研究较少，尚需继续深入研究。更重要的是，该类探针大多数还停留在细胞成像和动物活体成像，而真正的实际应用还很少见。相信BODIPY荧光团在未来仍将是检测ROS荧光探针发展的重点之一。
引用本文：赖申枝，谢俊英，李春艳，等. 基于BODIPY的荧光探针检测活性氧的研究进展[J].化学试剂, 2023,45(5)：11-20。
DOI: 10.13822 /j.cnki.hxsj.2023.0034
背景介绍
活性氧（ROS）是一种重要的含氧化学活性物质，与各种生理过程密切相关。但过量的ROS可能会导致诸多疾病，如心血管疾病、神经退行性疾病甚至癌症等，因此有效的识别和检测ROS具有重要意义。荧光探针具有选择性好、灵敏度高、制备方便、可实时监测等优点，对于ROS的检测研究有广阔的应用前景。氟硼二吡咯亚甲基（BODIPY）由于具有摩尔吸光系数大、光稳定性良好、荧光量子产率较高、生物毒性低等优良性质，近年来被广泛应用于检测ROS。
文章亮点
01.针对不同的活性氧进行分类，主要综述了近5年来国内外基于BODIPY荧光探针用于检测ROS的研究现状。
02.展望了BODIPY荧光探针检测ROS的发展方向，为今后研究ROS在生理和病理过程中的作用提供一定的理论参考。
内容介绍
1 HOCl/ClO-荧光探针
ClO-是在髓过氧化物酶（MPO）催化下，H2O2和Cl-发生反应所生成的一种内源性的ROS。ClO-在生理条件下与相应的HOCl以平衡形式存在，对免疫系统是至关重要的。然而，过量的HOCl/ClO-可能会导致严重的疾病[16]。此外，对HOCl在不同细胞器中的分布和作用的研究较少。因此，开发用于体内检测HOCl的小分子荧光探针显得尤为重要。
2 H2O2荧光探针
H2O2是几种细胞过程的有效生物标志物，如细胞中的蛋白质折叠、生长、信号、分化和迁移[25]。H2O2在生物合成、宿主防御和细胞信号等多种生物过程中也起着重要作用。H2O2同时是重要的微量营养物质，在人体生理过程中起着至关重要的作用，H2O2浓度失调会引起氧化应激、衰老和一些严重疾病，包括阿尔茨海默病，心血管疾病和癌症[26]。用于检测生理性H2O2的荧光探针已经引起了广泛的关注。
3 1O2荧光探针
1O2属于ROS中的一种，可以通过酶促代谢及非酶的化学反应或在光动力治疗期间发生光化学反应等形成。1O2是一种细胞毒活性物质，在大多数真核细胞中内源性产生，并参与许多生化过程，包括凋亡反应等[33]。1O2的检测对于阐明其在生理和病理过程中的作用机制非常重要。
4 ·OH荧光探针
·OH作为ROS的一种，含有一个未成对电子，具有极强的氧化能力，主要在细胞内线粒体电子传递过程中形成，线粒体的髓过氧化物酶可催化O2生成·OH。·OH在生物系统中可以迅速与生物分子发生反应，导致细胞损伤甚至凋亡。由于•OH重要的生物学意义，高效的·OH荧光探针被广泛应用[36]。
5 ·O2-荧光探针
·O2-是人类生命必需的另一种重要ROS，特别是在细胞生长和代谢过程中，但·O2-的过度表达可能导致严重疾病。基于这一事实，许多荧光探针被开发应用于超氧化物的检测[40]。
6 HOBr荧光探针
HOBr是一种重要的ROS，化学性质和物理性质均与HOCl具有高度相似性。与其他ROS类似，HOBr的过量生成会损伤机体，导致炎症组织损伤和各种疾病[44]。
由于缺乏区分特异的荧光探针来监测由嗜酸粒细胞过氧化酶（EPO）产生的次溴酸和由MPO产生的次溴酸，Kim等[45]开发了一种BODIPY探针32（如图23所示）来检测HOBr，该探针对于HOBr具有高的动力学选择性（≥1200:1）。当在探针溶液中加入由EPO产生的次溴酸后，由于产生的卤化化合物在发射J-聚集体的自组装作用，探针荧光增强。该探针显示出高的灵敏度（LOD为0.09 ng/mL）和快速的响应性（≤ 2 s）。因此，该探针可用于在癌细胞氧化应激和活小鼠免疫反应的EPO活性成像。
7结论与展望
由于BODIPY染料的显著特性，如摩尔吸光系数大、光稳定性良好、荧光量子产率较高、生物毒性低等，BODIPY荧光探针得以快速发展。ROS在信号传导和病理状态中起重要作用，利用荧光探针检测ROS物质已经得到了广泛认可。尽管许多研究者致力于开发基于BODIPY荧光团的ROS探针，但还存在很多挑战。目前该类近红外探针的发射波长大多数在近红外一区（650 ~ 900 nm）范围内，在信噪比和组织穿透深度等方面仍然存在不足，而发射波长大于900 nm（近红外二区）的荧光探针能较好地解决传统近红外荧光探针的问题。因此，开发具有更深层组织穿透能力、高信噪比的近红外二区BODIPY荧光团的ROS探针可能成为未来研究的热点领域。此外，兼具水溶性及体内靶向能力的BODIPY荧光探针的研究较少，尚需继续深入研究。更重要的是，该类探针大多数还停留在细胞成像和动物活体成像，而真正的实际应用还很少见。相信BODIPY荧光团在未来仍将是检测ROS荧光探针发展的重点之一。
公主五月初小记[兔子][兔子]
仿佛进入了一些忙碌的五月
上周nomikai结束后久违的疯了一把 没想到等来的是绝望而又充满惊喜的接连几周
和徐姐吃完一顿美好的日式法餐后发现又有友人赴日 开心地订完餐厅后当晚突然被set thesis draft deadline
疯狂熬夜整理完数据后草草了事 中间还因为一些要命的big data被创到一次 （对AI也抱有敬畏之心 我是真的literally一点也不想知道 别再推送了谢谢
终于结束后进行了二次饮酒 意外可以walkin 学姐很喜欢 但下次希望可以打卡别的优秀bar[太开心]
忽略了jennie kim的影响力晚上直接发现已卖空[苦涩]
意外但又不意外的在本周周中收到了面试邀请 发现形式为gd后感到空前的绝望 这不是在送人头嘛
拿不起放不下很难受
但是也从此再次感受到了一种和广告死死绑定的bond 不知道该哭还是笑
今早四点收到了立体环绕地震警报声强行从前一场噩梦中醒来 刚想骂sb app又谎报 结果10s内地震直接达到现场和之前的小晃不同 感受到了人生第一次震感强烈的地震 还好在最害怕的那一刻地震停下来 不禁再次对大自然感受到强烈的敬畏之心（上一次是在晚上直面Mt Fuji之时 再次睡去后连做梦都带有一些灾害现场[照相机]
接下来迎接公主的每一天都会美好痛苦又充实
会友喝酒面试买包买电视以及举行开机大典 etc.
希望能去waterbomb或者coldplay dome
希望自己能keep fit增强体质
希望每日睡眠时间减短
梦想一个早日脱离苦海[作揖]
仿佛进入了一些忙碌的五月
上周nomikai结束后久违的疯了一把 没想到等来的是绝望而又充满惊喜的接连几周
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意外但又不意外的在本周周中收到了面试邀请 发现形式为gd后感到空前的绝望 这不是在送人头嘛
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但是也从此再次感受到了一种和广告死死绑定的bond 不知道该哭还是笑
今早四点收到了立体环绕地震警报声强行从前一场噩梦中醒来 刚想骂sb app又谎报 结果10s内地震直接达到现场和之前的小晃不同 感受到了人生第一次震感强烈的地震 还好在最害怕的那一刻地震停下来 不禁再次对大自然感受到强烈的敬畏之心（上一次是在晚上直面Mt Fuji之时 再次睡去后连做梦都带有一些灾害现场[照相机]
接下来迎接公主的每一天都会美好痛苦又充实
会友喝酒面试买包买电视以及举行开机大典 etc.
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#活动速递I欧洲可持续发展葡萄酒大师班首尔场圆满完成#
我们很高兴地与大家分享，欧洲可持续发展葡萄酒于5月9日在首尔君悦酒店举办的两场关于巴贝拉-阿斯蒂法定产区和拉曼恰法定产区葡萄酒的大师班。由葡萄酒侍酒师和教育家Sangmi Kim主持。50位嘉宾与我们一起品尝了六款来自巴贝拉-阿斯蒂法定产区和五款来自拉曼恰法定产区的独特葡萄酒，并了解了每个地区的独特特征，包括气候、酿酒技术、本土葡萄品种和葡萄酒文化。这是一个令人难以置信的机会，可以探索这些欧洲原产地保护（PDO）葡萄酒的卓越品质。我们很荣幸得到了西班牙大使馆经济商务参赞Dario José Sáez Méndez先生的支持，他在我们的活动中发表了精彩的欢迎辞。我们对巴贝拉阿斯蒂和蒙费拉托葡萄酒协会和拉曼恰法定产区的酒庄参加大师班并与我们分享他们对可持续性酿酒的承诺表示感谢。特别感谢韩国学员对在该地区推广欧洲葡萄酒的坚定支持! 你们对分享欧洲葡萄酒的独特风味和文化的热情和奉献，对我们活动的成功起到了重要作用。你是否尝试过来自巴贝拉-阿斯蒂法定产区或拉曼恰法定产区的葡萄酒？请在下面的评论中与我们分享你的最爱!
https://t.cn/A6NEK2rH
我们很高兴地与大家分享，欧洲可持续发展葡萄酒于5月9日在首尔君悦酒店举办的两场关于巴贝拉-阿斯蒂法定产区和拉曼恰法定产区葡萄酒的大师班。由葡萄酒侍酒师和教育家Sangmi Kim主持。50位嘉宾与我们一起品尝了六款来自巴贝拉-阿斯蒂法定产区和五款来自拉曼恰法定产区的独特葡萄酒，并了解了每个地区的独特特征，包括气候、酿酒技术、本土葡萄品种和葡萄酒文化。这是一个令人难以置信的机会，可以探索这些欧洲原产地保护（PDO）葡萄酒的卓越品质。我们很荣幸得到了西班牙大使馆经济商务参赞Dario José Sáez Méndez先生的支持，他在我们的活动中发表了精彩的欢迎辞。我们对巴贝拉阿斯蒂和蒙费拉托葡萄酒协会和拉曼恰法定产区的酒庄参加大师班并与我们分享他们对可持续性酿酒的承诺表示感谢。特别感谢韩国学员对在该地区推广欧洲葡萄酒的坚定支持! 你们对分享欧洲葡萄酒的独特风味和文化的热情和奉献，对我们活动的成功起到了重要作用。你是否尝试过来自巴贝拉-阿斯蒂法定产区或拉曼恰法定产区的葡萄酒？请在下面的评论中与我们分享你的最爱!
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