Bifunctional Single-Molecular Fluorescent Probe: Visual Detection of Mitochondrial SO2 and Membrane Potential

化学 膜电位 线粒体 生物物理学 荧光 氧化应激 活性氧 线粒体内膜 线粒体DNA 核心 双功能 氧化磷酸化 生物化学 细胞生物学 基因 物理 量子力学 生物 催化作用
作者
Wenming Ai,Yingcui Bu,Houshi Huang,Junjun Wang,Mengjuan Ren,Yu Deng,Yixin Zhu,Sen Wang,Zhipeng Yu,Hongping Zhou
出处
期刊:Analytical Chemistry [American Chemical Society]
卷期号:95 (15): 6287-6294 被引量:3
标识
DOI:10.1021/acs.analchem.2c05021
摘要

Mitochondrial membrane potential (MMP) and sulfur dioxide (SO2) significantly affect the mitochondrial state. In this work, TC-2 and TC-8 were constructed through side-chain engineering, in which TC-2 bearing the poorer hydrophobicity could localize on mitochondria better. Interestingly, short-wave emission was captured due to the sensitive response of TC-2 to SO2 (LOD = 13.8 nM). Meanwhile, the probe could bind with DNA, presenting enhanced long-wave emission. Encouragingly, TC-2 could migrate from mitochondria to the nucleus when MMP was decreased, accompanied by the increase of fluorescence lifetime (9-fold). Hence, TC-2 could be used for dual-channel monitoring of mitochondrial SO2 and MMP, which showed a completely different pathway from the commercial MMP detectors JC-1/JC-10. The cellular experiments showed that MMP was gradually decreased due to reactive oxygen species-triggered oxidative stress, and the SO2 level was up-regulated simultaneously. Overall, this work proposed a new method to investigate and diagnose the mitochondrial-related diseases.
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