镁离子(Mg2+)是维持细胞正常活动的重要阳离子。为了直观地了解Mg2+的动态和功能，开发Mg2+选择性荧光探针就显得尤为重要。然而，传统的Mg2+荧光探针的选择性往往低，荧光的颜色变化效果也很差。庆应义塾大学Daniel Citterio教授、Kotaro Oka教授和Yuki Hiruta教授合作设计和合成了具有高度Mg2+选择性的近红外(NIR)荧光探针（KMG-500），该系列探针以β-双酮作为Mg2+选择性结合的位点，以Si-罗丹明作为近红外荧光团，它可以通过光诱导的电子转移(PeT)来对Mg2+的浓度做出荧光的开关响应。实验合成了两种类型的KMG-500探针（KMG- 501和KMG-502）。其中，具有膜透性的乙酰氧基甲基衍生物KMG-501 (KMG-501AM)在胞内进行Mg2+成像时可对培养的大鼠海马神经元进行稳定的染色。而KMG-502则可以在没有AM修饰的情况下具有通过细胞膜的能力，因此在成像过程中不会停留在细胞内。研究表明，KMG-501可以在神经元中对Mg2+浓度增加造成的线粒体内膜电位去极化进行检测，因此它可以成功地通过近红外荧光成像来对细胞内的Mg2+动力学进行研究。此外，它还可以同时观察胞内Mg2+和ATP浓度的变化以及线粒体内膜电位及其相互作用，因此该探针也有望成为对细胞内Mg2+进行多色成像的新工具。
Osamu Murata, Yutaka Shindo, Daniel Citterio, Kotaro Oka, Yuki Hiruta. et al. Near-Infrared Fluorescent Probes for Imaging of Intracellular Mg2+ and Application to Multi-Color Imaging of Mg2+, ATP, and Mitochondrial Membrane Potential. Analytical Chemistry. 2019
DOI: 10.1021/acs.analchem.9b03872
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.9b03872
