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Faster and More Specific: Excited-State Intramolecular Proton Transfer-Based Dyes for High-Fidelity Dynamic Imaging of Lipid Droplets within Cells and Tissues.
Analytical Chemistry ( IF 6.7 ) Pub Date : 2020-07-02 , DOI: 10.1021/acs.analchem.0c00390 Gangwei Jiang 1 , Yi Jin 2 , Man Li 1 , Huiling Wang 1 , Mengyao Xiong 1 , Weili Zeng 1 , Hong Yuan 1 , Changlin Liu 1 , Zhuqing Ren 2 , Chunrong Liu 1
Analytical Chemistry ( IF 6.7 ) Pub Date : 2020-07-02 , DOI: 10.1021/acs.analchem.0c00390 Gangwei Jiang 1 , Yi Jin 2 , Man Li 1 , Huiling Wang 1 , Mengyao Xiong 1 , Weili Zeng 1 , Hong Yuan 1 , Changlin Liu 1 , Zhuqing Ren 2 , Chunrong Liu 1
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Lipid droplets (LDs), a type of dynamic organelle residing at the center of cellular lipid storage, have been identified to play important roles in multiple biological processes, metabolic disorders, and diseases. The highly dynamic characters of LDs were found to correspond to their physiological and pathological functions. Hence, the fluorescent probes which enable dynamic tracking of LDs should be very helpful for better understanding the mechanisms of LDs involved biological processes and diseases. Herein we present, to the best of our knowledge, the first class of excited-state intramolecular proton transfer (ESIPT) fluorescence dyes (Flp-(11–13, 19)) for dynamic imaging of LDs based on 3-hydroxyflavone (3HF) derivatives. Flp-(11–13, 19) display strong fluorescence from yellow to NIR in lipid but exhibit almost nonfluorescence in aqueous solution. Besides, they also show large Stokes shifts (>150 nm), narrow absorption and emission peaks, and good oil–water separation efficiency, which makes them specifically target and stain LDs with very low background noisy in both living cells and fixed cells. They stain intracellular LDs quite quickly (within 30 s) with very low dosage (as low as 500 nM). Benefitting from these advantages, Flp-(11–13, 19) are applied successfully in tracking the dynamic nature of LDs and accumulation of LDs in both aqueous solution and living cells, 3D imaging of LDs for visualization of their repartition within the cells, and visualizing LDs in tissues of diseases mice models including adipose, skeletal muscle, and fatty liver tissues, underscoring the potential utility of these dyes in both LDs biology research and medical diagnosis of LDs involved diseases.
中文翻译：
更快，更具体：基于兴奋态分子内质子转移的染料，用于细胞和组织内脂质液滴的高保真动态成像。
脂质滴（LDs）是一种驻留在细胞脂质存储中心的动态细胞器，已经确定在多种生物过程，代谢紊乱和疾病中起重要作用。发现LD的高动态特性与其生理和病理功能相对应。因此，能够动态跟踪LDs的荧光探针对于更好地了解LDs涉及生物过程和疾病的机制应该非常有帮助。在此，我们以我们所知，介绍了用于基于3-羟基黄酮（3HF）的LDs动态成像的第一类激发态分子内质子转移（ESIPT）荧光染料（Flp-（ 11-13，19））衍生品。Flp-（11-13、19）在脂质中显示出从黄色到NIR的强荧光，但在水溶液中几乎不显示荧光。此外，它们还显示出较大的斯托克斯频移（> 150 nm），窄的吸收和发射峰以及良好的油水分离效率，这使其特别针对活细胞和固定细胞中背景噪声极低的LD并对其进行染色。他们以非常低的剂量（低至500 nM）很快（在30 s内）染色细胞内LD。受益于这些优势，Flp-（11-13，19） 已成功应用于追踪LD的动态性质以及LD在水溶液和活细胞中的积累，LD的3D成像以可视化其在细胞内的重新分配以及可视化疾病小鼠模型（包括脂肪，骨骼肌，以及脂肪肝组织，强调了这些染料在LD生物学研究和LD涉及疾病的医学诊断中的潜在用途。
更新日期：2020-08-04
中文翻译：
更快，更具体：基于兴奋态分子内质子转移的染料，用于细胞和组织内脂质液滴的高保真动态成像。
脂质滴（LDs）是一种驻留在细胞脂质存储中心的动态细胞器，已经确定在多种生物过程，代谢紊乱和疾病中起重要作用。发现LD的高动态特性与其生理和病理功能相对应。因此，能够动态跟踪LDs的荧光探针对于更好地了解LDs涉及生物过程和疾病的机制应该非常有帮助。在此，我们以我们所知，介绍了用于基于3-羟基黄酮（3HF）的LDs动态成像的第一类激发态分子内质子转移（ESIPT）荧光染料（Flp-（ 11-13，19））衍生品。Flp-（11-13、19）在脂质中显示出从黄色到NIR的强荧光，但在水溶液中几乎不显示荧光。此外，它们还显示出较大的斯托克斯频移（> 150 nm），窄的吸收和发射峰以及良好的油水分离效率，这使其特别针对活细胞和固定细胞中背景噪声极低的LD并对其进行染色。他们以非常低的剂量（低至500 nM）很快（在30 s内）染色细胞内LD。受益于这些优势，Flp-（11-13，19） 已成功应用于追踪LD的动态性质以及LD在水溶液和活细胞中的积累，LD的3D成像以可视化其在细胞内的重新分配以及可视化疾病小鼠模型（包括脂肪，骨骼肌，以及脂肪肝组织，强调了这些染料在LD生物学研究和LD涉及疾病的医学诊断中的潜在用途。
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