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A nitroreductase-responsive fluorescence turn-on photosensitizer for lysosomes imaging and photodynamic therapy
Talanta ( IF 5.6 ) Pub Date : 2024-05-17 , DOI: 10.1016/j.talanta.2024.126277 Jinhui Wang 1 , Ruxin Li 1 , Han Ouyang 1 , Yang Lu 1 , Haiyang Fei 2 , Yufen Zhao 1
Talanta ( IF 5.6 ) Pub Date : 2024-05-17 , DOI: 10.1016/j.talanta.2024.126277 Jinhui Wang 1 , Ruxin Li 1 , Han Ouyang 1 , Yang Lu 1 , Haiyang Fei 2 , Yufen Zhao 1
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Nitroreductase (NTR) is a frequently used biomarker for the assessment of hypoxia level in tumors. As one of the main sources of enzymes, the dysfunction of lysosomes typically leads to various diseases. In this study, an NTR-triggered lysosome-targeting probe, M-TPE-P, was designed based on a tetraphenylethylene core. DFT calculation indicated that the probe possessed a narrow singlet–triplet energy gap (ΔE), rendering it an efficient photosensitizer. The docking affinity of M-TPE-P to NTR revealed a strong structural match between them. Photophysical properties demonstrated that the probe exhibited high selectivity and sensitivity in a broad pH rang for detecting NTR with / as 2.18 × 10 M s. The detection limit was determined to be 53.6 ng/mL in 80 % PBS/DMSO solution. Cell imaging studies showed the probe could trace intracellular NTR behavior with green fluorescence. The colocalization analysis indicated its excellent lysosome-targeting specificity. In addition, the probe exhibited effective ROS generation ability and significant PDT effect after NIR irradiation, positioning it as a promising photosensitizer for cancer treatment.
中文翻译：
用于溶酶体成像和光动力治疗的硝基还原酶响应荧光开启光敏剂
硝基还原酶（NTR）是评估肿瘤缺氧水平的常用生物标志物。作为酶的主要来源之一，溶酶体的功能障碍通常会导致各种疾病。在这项研究中，基于四苯乙烯核心设计了一种NTR触发的溶酶体靶向探针M-TPE-P。 DFT计算表明该探针具有较窄的单线态-三线态能隙（ΔE），使其成为一种高效的光敏剂。 M-TPE-P 与 NTR 的对接亲和力揭示了它们之间强烈的结构匹配。光物理性质表明，该探针在较宽的pH范围内表现出高选择性和灵敏度，用于检测/为2.18×10 M s的NTR。在 80% PBS/DMSO 溶液中，检测限确定为 53.6 ng/mL。细胞成像研究表明，该探针可以通过绿色荧光追踪细胞内 NTR 行为。共定位分析表明其具有出色的溶酶体靶向特异性。此外，该探针在近红外照射后表现出有效的ROS生成能力和显着的PDT效果，使其成为一种有前途的癌症治疗光敏剂。
更新日期：2024-05-17
中文翻译：
用于溶酶体成像和光动力治疗的硝基还原酶响应荧光开启光敏剂
硝基还原酶（NTR）是评估肿瘤缺氧水平的常用生物标志物。作为酶的主要来源之一，溶酶体的功能障碍通常会导致各种疾病。在这项研究中，基于四苯乙烯核心设计了一种NTR触发的溶酶体靶向探针M-TPE-P。 DFT计算表明该探针具有较窄的单线态-三线态能隙（ΔE），使其成为一种高效的光敏剂。 M-TPE-P 与 NTR 的对接亲和力揭示了它们之间强烈的结构匹配。光物理性质表明，该探针在较宽的pH范围内表现出高选择性和灵敏度，用于检测/为2.18×10 M s的NTR。在 80% PBS/DMSO 溶液中，检测限确定为 53.6 ng/mL。细胞成像研究表明，该探针可以通过绿色荧光追踪细胞内 NTR 行为。共定位分析表明其具有出色的溶酶体靶向特异性。此外，该探针在近红外照射后表现出有效的ROS生成能力和显着的PDT效果，使其成为一种有前途的癌症治疗光敏剂。
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