西工大新闻网7月15日电（方斌）近日，西北工业大学柔性电子前沿科学中心（柔性电子研究院）首席科学家黄维院士团队在国际顶级分析化学类期刊TrAC Trends. Anal. Chem.上发表题为“Dual/Multi-responsive fluorogenic probes for multiple analytes in mitochondria: From design to applications”的综述文章。该工作全面介绍了线粒体中不同标志物的生理作用和相互作用关系，系统总结了用于检测线粒体微环境，氧化还原体系及其他线粒体功能中标志物共检荧光探针的检测原理和生物学应用研究。西北工业大学的黄维院士、李林教授和姚传好教授为本文的共同通讯作者，硕士研究生郭佳英，博士研究生方斌和助理教授柏桦为为论文的并列第一作者。西北工业大学为第一作者单位和通讯作者单位。

图1. 线粒体中常见的生物标志物与DMRFPs共检策略

荧光探针，是一种将生物、化学事件等信息转化为可被分析的荧光信号的“分子器件”。基于荧光探针的检测方法具有许多优点，例如简单、成本低、灵敏度高、优异的时空分辨率等。线粒体是细胞的“能量工厂”，许多生理、病理过程都与其状态密切相关。线粒体中的大多数生物事件涉及多种反应物的同时发生。区室化是宿主用来控制和调节与共生伙伴相互作用的一种常见机制，它允许多个过程同时发生。探索线粒体事件各种分析物之间相关性，激励我们开发一种具备同时检测多种生物标志物的功能荧光探针（Dual/Multi-responsive fluorogenic probes，DMRFPs）。一个探针检测多个分析物与结合多个探针检测多个分析物相比，避免了吸收、代谢、定位差异等问题，以及减小了对生物体的侵扰和细胞毒性。

因此，本文根据分析物在线粒体中的确切作用，系统总结了用于线粒体多标志物的荧光探针的最新进展。同时提出了该领域面临的一些挑战，及应对策略，如：1）通过功能性基团修饰探针结构改善其生物应用表现；2）适当的响应机理可以减小在同时测分析物时的串扰；3）基于荧光寿命的探针可以解决传统的浓度依赖性探针对细胞带来的毒性问题；4）可逆探针能灵敏检测连续变化的分析物水平；5）近红外Ⅱ区，双(多)光子荧光探针有更深的组织穿透性，在临床应用上更有优势；6）借助超分辨显微成像技术更加清晰观测线粒体生物结构的动态互作行为；7）实现成像与治疗的诊疗一体化多功能探针可能是未来探针发展的重要方向之一。该综述将为化学家、生物学家和医学研究人员进一步应对所涉及的挑战提供有价值的信息。

上述工作得到了国家自然科学基金、陕西省科学技术厅和西北工业大学联合研究基金、陕西省自然科学基金、西北工业大学博士论文创新基金的支持。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.trac.2022.116697

（审核：王学文）