环张力预加载的亲偶极体或双烯亲体(如TCO、sTCO和BCN-OH)是生物正交化学的关键报告分子,但合成复杂且活体耐久性不佳。这些分子在生物递送中环张力释放后易失活。光能原位转化为环张力能的策略成为解决之道,它确保报告分子光激发前的生物稳定性,并提供时空可控的能量转化,为提升环张力分子的耐久性和应用潜力提供了有效途径。
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余志鹏教授团队在光点击化学的生物正交应用中领域取得了重要进展。他们巧妙地融合了两条独立且激发波长不同的光化学反应途径(图1):一方面,成功实现了悉尼酮光解重排生成腈亚胺(NI)1,3-偶极体(激发波长λ1);另一方面,实现了七元硫杂环偶氮苯二氧化物(DBTDD)的Z-异构体向高环张力的E-异构体的光开关调控(激发波长λ2),从而原位生成了瞬态高环张力的活性亲偶极体,将光能原位转化为环张力。基于协同作用,团队开创性地发展出一种双波长交叉激活的光点击反应系统。该系统利用光能原位加速反应,不仅实现了高时空分辨率的生物正交修饰,还避免了传统生物正交反应中环张力分子在活体环境中稳定性不足的问题。通过这一创新策略,团队成功实现了含有DBTDD的人工磷脂分子在活体细胞膜上的微米级精准修饰,为研究细胞膜的动态过程提供了新方法。

图1. 细胞膜上双波长相交光控制的光点击标记概念图。
该研究以“Light-intersecting Photoclick Reactions for Bioorthogonal Labeling on Single Cells: Dibenzo[b,f][1,4,5]thiadiazepine-11,11 dioxide as a Photoswitchable Reporter”为题近日发表于《Angewandte Chemie International Edition》。FB体育官网-FB体育试玩
为第一单位,苏志珊教授、邓鹏翅教授和余志鹏教授为共同通讯作者,论文实验部分主要由FB体育官网-FB体育试玩
硕士研究生刘志豪完成,理论计算部分主要由博士研究生张策飞完成。衷心感谢国家自然科学基金委、四川省科技厅以及四川大学的经费支持,同时感谢FB体育官网-FB体育试玩
冯小明教授、刘艳红老师给予的帮助与支持。
文章链接:
//onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202501936