ハロゲン効果誘発性d-π-Aフルオロフォアが高いコントラストを伴うNIRフルオロゲンプローブの足場としてのフルオロフォア

蛍光センシングとイメージングの精度を高めるには、超高コントラストで蛍光プローブを吸着させることが不可欠です。フェノール酸ベースのD-π-Aフルオロフォア（A-DOH）は、フルオロフォアの大きなファミリーに属し、蛍光プローブの設計に注目を集めています。しかし、従来のA-DOHフルオロフォアの弱い細胞内放出の固有のジレンマは、生細胞イメージング中のコントラストが低いことをもたらしました。ここでは、ユニークなハロゲン効果に基づいて、生細胞の明るいNIR蛍光を備えた新規のA-DOH蛍光を調製するための一般的で堅牢なアプローチを提示します。報告された塩素化A-DOHフルオロフォア（A1-2CLOH）は、pH 7.4および生細胞の水溶液に非常に強い蛍光を持ち、それぞれ従来のハロゲンフリーアナログ（A1-OH）のそれよりも194および30倍高くなっています。私たちは、PKA値の劇的な減少と蛍光量子収率の大幅な増強がそれぞれ膨大な蛍光増強の原因となることをもたらす、異なる-Iおよび +Mハロゲン効果をもたらすことを体系的に調査し、実証しました。柔軟なフェノールケージング化学により、対応するトリガー部分を導入することにより、さまざまな分析物のライブセルイメージングのために、A1-2CLOH足場に基づいて複数のNIR蛍光プローブを調製できます。さらに、A1-2CLOHの共役アジド基は、容易なクリック反応を通じて望ましいように、より多くの関数を統合することができます。蛍光プローブ（Mitoprobe-PN）は、ミトコンドリア標的部分とペルオキシシニトライト応答のトリガー基をA1-2Cloh足場に装備し、ミトコンドリアのミトコンドリアのミトコンドリアにおけるミトコンドリアの内生形成オノーの特異的な高コントラスト蛍光イメージングを実証することにより、パラダイムとして合成されました。

Endowing fluorogenic probes with ultrahigh contrast is essential to increasing the accuracy of fluorescence sensing and imaging. Phenolate-based D-π-A fluorophores (A-DOH) belong to a big family of fluorophores and have attracted increasing attention in fluorogenic probe design. However, the intrinsic dilemma of weak intracellular emission of traditional A-DOH fluorophores resulted in low contrast during live cell imaging. Herein, we present a general and robust approach to preparing novel A-DOH fluorophores with bright NIR fluorescence in living cells based on the unique halogen effects. The reported chlorinated A-DOH fluorophore (A1-2ClOH) has an extremely strong fluorescence in an aqueous solution of pH 7.4 and living cells, which is 194 and 30 times higher than that of the traditional halogen-free analogue (A1-OH), respectively. We systematically investigated and demonstrated that the distinct -I and +M halogen effects, which led to a drastic decrease in the pKa value and a significant enhancement in the fluorescence quantum yield, respectively, should be responsible for the tremendous fluorescence enhancement. The flexible phenol caging chemistry allows one to prepare multiple NIR fluorogenic probes based on the A1-2ClOH scaffold with high contrast for live cell imaging of a variety of analytes by introducing a corresponding triggering moiety. Moreover, the conjugated azide group of A1-2ClOH enables the integration of more functions as desired through a facile click reaction. A fluorogenic probe (mitoProbe-PN) was synthesized as a paradigm by equipping the A1-2ClOH scaffold with a mitochondria-targeting moiety and a peroxynitrite-responsive triggering group and demonstrated specific high-contrast fluorescence imaging of endogenous OONO- in mitochondria of living macrophages.