HEPG2細胞における選択的、敏感で高速なグルタチオンセンシングのためのメソアリールテルリウム - ボディーリウムベースの蛍光ターンオンプローブ

グルタチオン（GSH）が最も豊富なチオールとして、細胞酸化還元活性の調節において重要な役割として機能し、さまざまな疾患がその異常なレベルと密接に関連しています。したがって、多くの関連疾患の細胞代謝を理解するためには、細胞内GSHレベルを監視することが不可欠です。この作業では、最初に新しい蛍光ターンオンセンサーを報告しました。これは、他のチオール、特に溶液および生細胞のシステインとホモシステインに対して選択的、敏感に、迅速なセンシングGSHを選択できます。メソアリールテルリウムホウ素ジピルロメテン（Bodipy）が最初に設計および合成され、電子が豊富なTEからBodipyへの効率的な光誘導電子移動（PET）プロセス、およびGSHへの曝露により、メソ-Te-を曝露することにより、放出を沈黙させたことが示されました。C結合は、GSHのチオール群によって急速に切断される可能性があり、したがって、PET効果の阻害により明らかな蛍光「ターンオン」現象をもたらします。このプローブは、2分の短い応答時間でGSHに対する優れた選択性と感度を示し、541 nmで観察された顕著な蛍光増強を示し、PBS/CH3CNで500 nmで励起すると大きな蛍光量子収量が0.73に増加します（9 9/1、v/v）。GSHへの検出限界は、0〜4μmの範囲のGSH濃度の541 nmでの線形蛍光変化により、さらに1.7 nmと計算されました。さらに、その検知メカニズムは、質量分析を使用して検証され、GSHによるTE-C結合の急速な切断を確認しました。最後に、細胞イメージング実験により、このプローブは生細胞のGSHをうまく検出できることを実証し、細胞内GSHレベルの変化を迅速かつ敏感な検出の可能性を強調しました。したがって、新しいメソアリールテルリウムボディピー蛍光ターンオンセンサーが最初に開発されました。これは、Meso TE-C結合の急速な切断に基づいて、他のチオールよりも選択的、敏感に、高速に検出できます。

Glutathione (GSH) as one most abundant thiol, acts as important roles in regulating cellular redox activities, and various diseases are closely related with its abnormal levels. Thus, monitoring intracellular GSH levels is essential for understanding cellular metabolism of many related diseases. In this work, we firstly reported a new fluorescence turn-on sensor, which was capable of selectively, sensitively and rapid sensing GSH over other thiols, especially cysteine and homocysteine in solutions and living cells. A meso-aryltellurium boron dipyrromethene (BODIPY) was firstly designed and synthesized, which showed silenced emission due to an efficient photoinduced electron transfer (PET) process from electron-rich Te to BODIPY, and then upon exposure to GSH, the meso-Te-C bond could be rapidly cleaved by the thiol group of GSH, thus resulting in an obvious fluorescence "turn-on" phenomenon through inhibition of the PET effect. This probe exhibited excellent selectivity and sensitivity towards GSH with a short response time of 2 min, showing a remarkable fluorescence enhancement observed at 541 nm with a large fluorescence quantum yield increase from nearly 0 to 0.73 upon excitation at 500 nm in PBS/CH3CN (9/1, v/v). The detection limit towards GSH was further calculated to be 1.7 nM by the linear fluorescence change at 541 nm in the GSH-concentration ranging from 0 to 4 μM. Furthermore, its sensing mechanism was validated by using mass spectrometry, confirming the rapid cleavage of the Te-C bond by GSH. Finally, cell imaging experiments demonstrated that this probe could successfully detect GSH in living cells, highlighting its potential for rapid and sensitive detection of intracellular GSH level changes. Therefore, a new meso-aryltellurium-BODIPY fluorescence turn-on sensor was firstly developed, which could selectively, sensitively and fast detect cellular GSH over other thiols based on the rapid cleavage of the meso Te-C bond.