Universal Low-Background Fluorophore Platform via Structural Reprogramming of Oxazine 1 with Julolidine for Activatable Probe Design

荧光探针的背景荧光是限制其灵敏度、特异性和可靠性的关键因素。为了克服这一挑战，通过结构破坏实现自身荧光发射消除的低背景荧光设计平台，近年来受到了广泛关注。恶嗪1凭借其近红外荧光发射、优异的pH稳定性以及中心氮原子的可修饰性，被视为构建低背景探针的理想荧光团支架。然而，恶嗪1仍存在一些局限性，例如发射波长红移不足、荧光量子产率较低以及细胞摄取效率不高等。为了解决上述问题，作者将刚性的久洛尼定基团引入恶嗪1的二乙氨基供体位置，成功设计并合成了两种新型恶嗪衍生物：JSO和JDO。这种结构修饰有效增强了供电子能力，抑制了非辐射衰变，并改善了膜渗透性。其中，JDO不仅保留了恶嗪1的优点，还实现了荧光发射波长红移，荧光量子产率提高和优异的细胞内积累能力。基于这些优势，作者进一步开发了一种新型的过氧亚硝酸根（ONOO⁻）响应探针JDO-ONOO作为低背景荧光平台概念验证的实例。JDO-ONOO通过破坏荧光团JDO的共轭结构，实现了极低的荧光背景。该探针成功应用于活细胞和多种小鼠模型中的ONOO⁻荧光成像。综上所述，这项研究通过对ONOO⁻的成功检测，为开发下一代低背景荧光探针的开发提供了一种普适性的策略。

文章详情：Dianfeng Dai, Zhimin Zhang, Mo Ma, Chen Zhao, Jingkang Li, Siqi Zhang, Pinyi Ma^*, Bo Zhang^*, Daqian Song^*, Analytical Chemistry, 2025, 97, 21071–21078.

原文链接：https://doi.org/10.1021/acs.analchem.5c04331