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研究介紹（節(jié)選）

前期研究中，研究團隊通過構建螺吡喃-萘酰亞胺光控熒光染料體系，實現(xiàn)了肝癌細胞的靶向光控熒光成像（Nat.Commun. 2017, 8, 987），進而通過人血清白蛋白（HSA）的引入，構建了光控探針/蛋白質復合物，提升了探針的雙熒光發(fā)射性能，實現(xiàn)了肝癌細胞的靶向雙熒光循環(huán)成像（J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 8671?8674）。

在上述基礎上，科研人員在光致變色基團螺吡喃結構中引入了可被β-半乳糖苷酶（β-Gal）水解的β-半乳糖基團，同步抑制了螺吡喃的光致變色性能和熒光性能，并進一步將探針與HSA結合，形成光學性能增強的蛋白復合體。復合探針被細胞內化后受β-Gal催化水解β-半乳糖殘基，從而同步激活螺吡喃分子的光致變色和熒光性能。

基于探針獨特的光控“熒光閃爍”性能，研究人員運用超高分辨成像技術（STORM—隨機光學重建顯微鏡）提升了探針的衍射極限（分辨率74-80 nm），在亞細胞層次實現(xiàn)了β-Gal在卵巢癌細胞和衰老細胞中的活性分布探測。

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研究結果（部分）

實驗表明，卵巢癌細胞的β-Gal傾向于均勻分布在胞質中，而在衰老細胞中傾向于溶酶體分布。平行應用膜檢測算法（membrane detection algorithm）分析了兩種不同細胞中酶分布的數(shù)據信息，構建了兩種不同病理狀態(tài)下的多邊形模型圖，為酶催化生物大分子動態(tài)修飾的亞細胞水平精準成像提供了新的化學工具。

上述研究工作主要由柴先志博士、韓海浩博士和Adam C. Sedgwick博士在華東理工大學化學與分子工程學院張雋佶副教授、賀曉鵬研究員和中科院上海藥物所李佳研究員指導下協(xié)作完成，并得到了田禾院士的悉心指導。

超高分辨成像實驗得到了國家蛋白質中心的李娜老師、李瑤老師和于洋老師的指導。研究工作獲得了國家自然科學基金“生物大分子動態(tài)修飾與化學干預”重大基礎研究計劃、優(yōu)秀青年科學基金、上海市啟明星計劃、上海市重大科技專項等項目的資助。