Fluorogenic Dimers as Bright Switchable Probes for Enhanced Super-Resolution Imaging of Cell Membranes

化学 连接器 纳米尺度 荧光 分辨率(逻辑) 生物物理学 尼罗河红 分子 亮度 纳米技术 光学 材料科学 有机化学 物理 人工智能 操作系统 生物 生物化学 计算机科学
作者
Ilya O. Aparin,Rui Yan,Rémi Pelletier,Alexander A. Choi,Dmytro I. Danylchuk,Ke Xu,Andrey S. Klymchenko
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:144 (39): 18043-18053 被引量:11
标识
DOI:10.1021/jacs.2c07542
摘要

Super-resolution fluorescence imaging based on single-molecule localization microscopy (SMLM) enables visualizing cellular structures with nanometric precision. However, its spatial and temporal resolution largely relies on the brightness of ON/OFF switchable fluorescent dyes. Moreover, in cell plasma membranes, the single-molecule localization is hampered by the fast lateral diffusion of membrane probes. Here, to address these two fundamental problems, we propose a concept of ON/OFF switchable probes for SMLM (points accumulation for imaging in nanoscale topography, PAINT) based on fluorogenic dimers of bright cyanine dyes. In these probes, the two cyanine units connected with a linker were modified at their extremities with low-affinity membrane anchors. Being self-quenched in water due to intramolecular dye H-aggregation, they displayed light up on reversible binding to lipid membranes. The charged group in the linker further decreased the probe affinity to the lipid membranes, thus accelerating its dynamic reversible ON/OFF switching. The concept was validated on cyanines 3 and 5. SMLM of live cells revealed that the new probes provided higher brightness and ∼10-fold slower diffusion at the cell surface, compared to reference probes Nile Red and DiD, which boosted axial localization precision >3-fold down to 31 nm. The new probe allowed unprecedented observation of nanoscale fibrous protrusions on plasma membranes of live cells with 40 s time resolution, revealing their fast dynamics. Thus, going beyond the brightness limit of single switchable dyes by cooperative dequenching in fluorogenic dimers and slowing down probe diffusion in biomembranes open the route to significant enhancement of super-resolution fluorescence microscopy of live cells.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
顾矜应助左丘以莲采纳,获得10
1秒前
2秒前
3秒前
FashionBoy应助徐徐采纳,获得30
3秒前
4秒前
迷路毛豆完成签到,获得积分10
4秒前
feiCheung完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
爆米花应助11采纳,获得10
5秒前
miHoYo完成签到,获得积分10
5秒前
YifanWang完成签到,获得积分10
5秒前
桐桐应助Jessy采纳,获得30
6秒前
么么发布了新的文献求助10
6秒前
思源应助候默——辛普森采纳,获得10
6秒前
6秒前
x1完成签到,获得积分10
7秒前
小蘑菇应助冉冉采纳,获得10
9秒前
jeanna完成签到 ,获得积分10
10秒前
10秒前
mylpp发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
lizzhu发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
小李骑士发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
星辰大海应助Rishel_Li采纳,获得10
14秒前
情怀应助么么采纳,获得10
15秒前
puzhongjiMiQ完成签到,获得积分10
15秒前
彭于晏应助那啥采纳,获得10
17秒前
平常的不评完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
20秒前
Aprilapple完成签到,获得积分10
22秒前
小李完成签到 ,获得积分10
22秒前
22秒前
yuancw关注了科研通微信公众号
22秒前
Dylan发布了新的文献求助30
23秒前
25秒前
deliny发布了新的文献求助10
25秒前
高分求助中
《郑州人》 2000
One Man Talking: Selected Essays of Shao Xunmei, 1929–1939 1000
Yuwu Song, Biographical Dictionary of the People's Republic of China 700
[Lambert-Eaton syndrome without calcium channel autoantibodies] 520
Sphäroguß als Werkstoff für Behälter zur Beförderung, Zwischen- und Endlagerung radioaktiver Stoffe - Untersuchung zu alternativen Eignungsnachweisen: Zusammenfassender Abschlußbericht 500
少脉山油柑叶的化学成分研究 430
Revolutions 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2453729
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2125692
关于积分的说明 5413027
捐赠科研通 1854381
什么是DOI,文献DOI怎么找? 922307
版权声明 562306
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 493466