2021年12月16日，中國科學院化學研究所的馬會民教授團隊在Chem上發表了一篇題為“New rhodamines with changeable π-conjugation for lengthening fluorescence wavelengths and imaging peroxynitrite”的新研究成果。
課題組在鹼性甲醇中由羅丹明與鹽酸羥胺透過名為ICCAS的重排反應，一步製得了具有二苯並[1,4]氧氮雜環庚烷核心骨架的羅丹明類新型光學探針,實現了巨噬細胞泡沫化過程的熒光成像分析，並揭示出該過程中產生的過氧亞硝基主要位於脂滴中。
論文通訊作者是史文、李曉花與馬會民；第一作者是張昊琳與許衍慧。
羅丹明類染料具有優越的光學效能，並廣泛用於各種開啟型熒光探針的設計與製備。通常，羅丹明類熒光探針與分析物反應後，產生最大吸收波長位於500–550 nm、最大發射波長位於520–580 nm左右的熒光團。對於生物成像而言，這種分析波長仍然相對較短。因此，任何可改造羅丹明的π共軛結構以產生更長分析波長、進而獲得更低熒光背景和更強穿透能力的方法仍然廣受關注，但卻頗具挑戰性。
近日，中國科學院化學研究所的馬會民教授團隊將羅丹明與鹽酸羥胺在鹼性甲醇中透過一步反應，製得了具有二苯並[1,4]氧氮雜環庚烷核心骨架的新型羅丹明類光學探針ON-Rs（圖1），該合成機理被命名為ICCAS重排。
圖1：ON-Rs的合成路線與性質。
此類羅丹明探針的結構通過了多種分析方法的表徵與確證。而且，該類探針能克服其它活性氧物種的干擾而特異性與過氧亞硝基反應（圖2），釋放出分析波長更長甚至接近近紅外區的惡嗪類熒光體。
圖2：ON-RB與過氧亞硝基的反應性質
其中，由羅丹明B製得的探針ON-RB已用於小鼠單核巨噬細胞中外源性與內源性過氧亞硝基的成像分析（圖3）。透過RAW264.7細胞與泡沫細胞中的共定位成像實驗以及共定位係數的變化，揭示了細胞泡沫化過程中產生的過氧亞硝基可能主要位於脂滴中（圖4）。
圖3：過氧亞硝基在活細胞中的成像
圖4：細胞中的共定位實驗
該研究所報道的具有二苯並[1,4]氧氮雜環庚烷核心的羅丹明類新骨架結構，以及其與過氧亞硝基的特異性反應，為設計合成更長波長、以適用於生物成像的羅丹明類光學探針提供了新策略。
該課題由中國科學院化學研究所活體分析化學團隊獨立完成；中國科學院化學研究所成立於1956年，是以基礎研究為主，有重點地開展國家急需的、有重大戰略目標的高新技術創新研究，並與高新技術應用和轉化工作相協調發展的多學科、綜合性研究所，是具有重要國際影響、高水平的化學研究機構。相關工作得到了國家自然科學基金委與中科院的大力支援。
來源：小柯化學
