L-1探针基于“扫雷”策略的响应方案。图片来源Chemical Engineering Journal）
2021年5月1日，山东第一医科大学药学与制药科学学院王延风副教授│陈启鑫副教授在化学工程技术领域经典期刊Chemical Engineering Journal（影响因子：10.625）发表了研究型论文“De Novo-Designed landmine warfare strategy luminophore for super-resolution imaging reveal ONOO– evolution in living cells”。
在细胞成像过程中，现有的荧光标记物不仅可以响应目标成像物质，而且还可以响应具有类似性质的分子，从而导致检测信号出现假阳性，也就是所谓的非特异性染色现象。非特异性染色掩盖了阳性信号采集的准确性，对药效学的精准评估带来误差。为了解决这一技术难题，我校药学与制药科学学院王延风和陈启鑫课题组提出了一种新的成像策略，即“扫雷”策略，在单细胞成像中实现背景降噪，消除假阳性，精准地实现了过氧亚硝酸盐（ONOO-）的纳米级定位。
该策略是指将“地雷”（无荧光的探针）均匀地“埋”在细胞基质中，细胞基质中某细胞器产生的ONOO-作为“工兵”，踩上“地雷”触发“保险丝”，导致“地雷爆炸”（荧光开启）释放出荧光团，从而实现对ONOO-的捕获。基于这一策略，研究人员以4- (N，N-二乙氨基)水杨醛共轭染料为荧光团，通过与2-肼吡啶缩合，合成了充当“地雷”的探测器L-1—一种高特异性的开启型荧光探针。
接下来，研究人员利用该策略在最新的结构光照明显微镜（SIM）上研究了ONOO-在细胞中的分布和实时产生过程，获得了较低的背景成像。并观察到通常情况下ONOO-主要在线粒体嵴线（cristae）上“单独行动”，而在脂多糖药物干预时，可由“单独行动”变为“集体行动”的不同状态的特征。
总之，使用“扫雷策略”有效地解决了探针的非特异性染色问题，这些结果不仅表明了L-1标记的ONOO-在不同细胞生理过程中具有不同的状态，而且证明基于“扫雷策略”设计用于响应ONOO-的探针L -1，可以用作检测生物活性小分子的生物学功能的有力工具。“扫雷策略”为由于ONOO-浓度异常引起的一系列疾病的创新药物研发提供了新的设计思路，并将靶向线粒体药物的研发进一步延伸至细胞器层面。此外，该策略也为研究发现细胞中其他具有生物活性的小分子的分布区域提供了新的方向。
近年来，药学与制药科学学院注重提高科研管理服务能力，引导新引进人才与现有人才加强合作，提升单位科研创新水平，助力山东第一医科大学药学学科发展。我校王延风副教授、陈启鑫副教授为本文的通讯作者，山东第一医科大学药学与制药科学学院硕士研究生刘媛媛，山东大学联合培养博士研究生张成盈为本文的共同第一作者。该研究得到了国家自然科学基金、山东第一医科大学学术提升计划（2019LJ003）的资助。
