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Time-gated luminescence probe for ratiometric and luminescence lifetime detection of Hypochorous acid in lysosomes of live cells.
Talanta ( IF 5.6 ) Pub Date : 2020-01-18 , DOI: 10.1016/j.talanta.2020.120760 Lu Tian 1 , Hua Ma 2 , Bo Song 2 , Zhichao Dai 1 , Xiuwen Zheng 1 , Run Zhang 3 , Kuiyong Chen 1 , Jingli Yuan 2
Talanta ( IF 5.6 ) Pub Date : 2020-01-18 , DOI: 10.1016/j.talanta.2020.120760 Lu Tian 1 , Hua Ma 2 , Bo Song 2 , Zhichao Dai 1 , Xiuwen Zheng 1 , Run Zhang 3 , Kuiyong Chen 1 , Jingli Yuan 2
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Time-gated luminescence (TGL) probes based on lanthanide complexes have appealed wide attention in the detection of biologically relevant analytes because of their inimitable photophysical properties. In this work, a TGL probe (TR-HOCl) based on intramolecular Förster resonance energy transfer (FRET) system for specific determination of hypochlorous acid (HOCl) was designed and synthesized, in which a rhodamine derivative (energy acceptor) was conjugated to a luminescent Tb3+ complex (energy donor). After reacting with HOCl, the Tb3+ emission of TR-HOCl at 540 nm declined while the rhodamine emission at 580 nm increased, which leaded to an increase of the TGL intensity ratio of rhodamine to Tb3+ complex (I560/I540) up to ~9-fold. The dose-dependent increase of I560/I540 gives a nice linearity in HOCl concentration range of 0.5-45 μM. The detection limit of for HOCl was determined to be 0.34 μM. Interestingly, the average luminescence lifetime of the Tb3+ emission decreased (from 588 μs to 254 μs) accompanied with the FRET process and the value gave a fine linearity to the variation of HOCl concentration. Additionally, TR-HOCl showed great selectivity for recognition of HOCl over other ROS, RNS, biothiols and other interference. These properties endow TR-HOCl to be conveniently applied for high accurate recognition of HOCl with ratiometric TGL and luminescence lifetime dual-signal output. Finally, TR-HOCl was successfully applied for the TGL determination of HOCl in HepG2 cells. The co-localization experiments of TR-HOCl with LysoSensor Green revealed the lysosome-localizing property of the probe in live cells. The study demonstrated that TR-HOCl could be a competent tool for investigating roles of HOCl in various physiological processes.
中文翻译：
时间门控发光探针，用于检测活细胞溶酶体中次氯酸的比例和发光寿命。
基于镧系元素复合物的时控发光（TGL）探针因其无与伦比的光物理性质而在生物相关分析物的检测中引起了广泛关注。在这项工作中，设计并合成了基于分子内Förster共振能量转移（FRET）系统的TGL探针（TR-HOCl），用于特异性测定次氯酸（HOCl），其中将罗丹明衍生物（能量受体）与发光的Tb3 +复合物（能量供体）。与HOCl反应后，TR-HOCl在540 nm处的Tb3 +发射率下降，而在580 nm处的罗丹明发射率增加，这导致罗丹明与Tb3 +配合物（I560 / I540）的TGL强度比增加到〜9-折。I560 / I540的剂量依赖性增加在0.5-45μM的HOCl浓度范围内提供了良好的线性。HOCl的检出限确定为0.34μM。有趣的是，伴随FRET过程，Tb3 +发射的平均发光寿命降低了（从588μs降至254μs），该值为HOCl浓度的变化提供了良好的线性。此外，TR-HOCl相对于其他ROS，RNS，生物硫醇和其他干扰物显示出对HOCl识别的极高选择性。这些特性使TR-HOCl可以方便地应用于具有比例TGL和发光寿命双信号输出的HOCl的高精度识别。最终，TR-HOCl成功应用于TGL测定HepG2细胞中HOCl。TR-HOC1与LysoSensor Green的共定位实验揭示了探针在活细胞中的溶酶体定位特性。
更新日期：2020-01-21
中文翻译：
时间门控发光探针，用于检测活细胞溶酶体中次氯酸的比例和发光寿命。
基于镧系元素复合物的时控发光（TGL）探针因其无与伦比的光物理性质而在生物相关分析物的检测中引起了广泛关注。在这项工作中，设计并合成了基于分子内Förster共振能量转移（FRET）系统的TGL探针（TR-HOCl），用于特异性测定次氯酸（HOCl），其中将罗丹明衍生物（能量受体）与发光的Tb3 +复合物（能量供体）。与HOCl反应后，TR-HOCl在540 nm处的Tb3 +发射率下降，而在580 nm处的罗丹明发射率增加，这导致罗丹明与Tb3 +配合物（I560 / I540）的TGL强度比增加到〜9-折。I560 / I540的剂量依赖性增加在0.5-45μM的HOCl浓度范围内提供了良好的线性。HOCl的检出限确定为0.34μM。有趣的是，伴随FRET过程，Tb3 +发射的平均发光寿命降低了（从588μs降至254μs），该值为HOCl浓度的变化提供了良好的线性。此外，TR-HOCl相对于其他ROS，RNS，生物硫醇和其他干扰物显示出对HOCl识别的极高选择性。这些特性使TR-HOCl可以方便地应用于具有比例TGL和发光寿命双信号输出的HOCl的高精度识别。最终，TR-HOCl成功应用于TGL测定HepG2细胞中HOCl。TR-HOC1与LysoSensor Green的共定位实验揭示了探针在活细胞中的溶酶体定位特性。
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