Nature chemistry:开发用于生物成像的含氟聚甲胺染料的总体战略

荧光成像是研究生物过程的宝贵工具，能否取得进一步的进展取决于能否开发出先进的致荧光探针，这种探针能够到达细胞内靶标并对其进行高特异性标记。优秀的致荧光罗丹明染料已有报道，但它们通常需要长时间的低产合成，而且在光谱上仅限于可见光范围。聚甲基染料是细胞、组织和整个有机体成像中使用最多的荧光团，然而，迄今为止，还没有关于给聚甲基染料赋予结合诱导荧光性的一般策略的报道，因此它们在特定蛋白质靶标的活细胞成像中的应用仍然非常有限。人们尝试用多亚甲基燃料来代替罗丹明，但多亚甲基染料的环化反应并不像罗丹明那样高效，人们仍无法制备出具有强致荧性的多亚甲基染料。

近段时间，来自苏黎世大学化学系的Annabell Martin教授及团队应用经典的有机化学启发式方法设计出了有利的环化反应，并由此产生了一种用于活细胞成像的含氟多亚甲基染料的通用策略，旨在说明该方法的通用性以及获得明亮的荧光染料。

结果显示，这些染料无论其激发波长如何，都可以通过两个高产步骤轻松合成，并且很容易通过改变吲哚鎓结构单元或闭环分子进行衍生。Cy7 衍生物探针具有高亮度（εφ：消光系数与量子产率的乘积）和长发射波长（εj = 27,300 M-1 cm-1 和 λem = 784 nm）。鉴于聚甲基染料的高度模块化，其光谱范围可进一步扩展到绿色（如 Cy1 染料50 ）和短波红外（如 Cy9 染料51 ）波长。此外，还可通过改变吲哚啉或连接体上的取代基来进一步调整聚甲基染料的光物理特性和致荧性。

荧光 Cy3 和 Cy7 衍生物的合成、体外评估和活细胞验证

总之，该团队介绍了一种利用分子内环闭方法将聚甲基化合物转化为含氟染料的通用策略，并说明了这种方法的通用性，利用这种策略可以获得明亮的荧光染料，其发射波长与现有的罗丹明染料相比红移更多。

参考文献：

Martin A, Rivera-Fuentes P. A general strategy to develop fluorogenic polymethine dyes for bioimaging. Nat Chem. 2024 Jan;16(1):28-35. doi: 10.1038/s41557-023-01367-y. Epub 2023 Nov 27. PMID: 38012391; PMCID: PMC10774129.