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“罗丹明”的一个分支:研究人员公布了基于罗丹明的荧光染料的全面集合

本站发布时间:2023-12-23 15:42:22

13年前,当助理科学家Jonathan Grimmca与Janelia会面时,他对荧光或荧光染料没有太多了解但作为一名一直在默克公司工作的有机化学家,他对药物化学有一些新的了解

今天,Grimmand Janelia Senior Group Leader LukeAvis决定在制药工业中采用主要的药物化学反应Grimmand来改进旧染料化学的研究这种方法可以让人们完全接触到新的、以前无法接触到的罗丹明——拉维沙分子可以使其变得更亮、更持久,也可以用来在强大的显微镜下对细胞进行成像

这是一种现在普遍存在和可有可无的JaneliaFluordyes,明亮、可光稳定、可穿透细胞的荧光探针,可以让生物学家在侧细胞中检测分子在它们首次亮相十多年后,这些具有泛彩色光谱的荧光染料已在全球范围内被生物界广泛使用

通过类似的方法,Grimm、Lavis和他们的合作者现在已经发布了他们多年工作的总结:基于荧光染料的添加罗丹明的综合收集——一个关于红移染料的好消息,它可以穿透更深的问题,并为内窥镜成像创造条件,这对生物学家来说至关重要该团队还分享了他们的方法——然后开发了一种新的化学方法来合成过去和现在的景象,为设计未来的复制品提供了加载图

格里姆斯说:“除了应用或修改过的过滤器外,新的过滤器至少具有相对较宽的范围和相对较快的速度。”“这可能是我们用罗丹明做的最全面的工作。”

创建综合集合

最晚的项目开始于2020年新冠肺炎疫情该团队刚刚发布了一份研究细节,然后对其进行了化学处理,以扩展JaneliaFluoro调色板接下来,他们想看看他们是否能将从优化JaneliaFluorodye中学到的知识应用到其他类型的罗丹明基染料中,同时进一步改进合成它们的方法

在世界范围内关闭后,GrimmandLav计划了新的化学——包括完整的电化学反应——这将从JaneliaFluorodyes学习到的经验融入到经典但次优的罗丹明中几个月后,格里姆回到实验室,开始意识到他们在纸上的工作可以翻译到整个——有时甚至是可以预测的——组织化学世界在新冠肺炎预防措施到位的情况下,格林独自致力于优化化学成分并创造出第一种新型染料

格里姆斯说:“这很可能在任何时候都会发生,但更糟糕的是,当没有时间集中注意力,或者注意力不好的时候——就像2020年一样——化学是最好的消遣方式。”

这项新的研究是对过去三年多团队工作的总结与被称为氮杂环丁烷的附加物表征的传统的JaneliaFluorodyes不同,另一种基于罗丹明的染料具有不同的取代物,从其分子结构的其他部分突出利用优化JF染料的知识,该团队修改了屏幕上的其他区域,以改变它们的颜色、亮度、光稳定性、细胞渗透性和其他特性

有许多关于罗丹明成像的新报道该团队还能够以各种新的方式制作经典的罗丹明,使其能够相对快速地创建多个功能版本

Lavisays说:“我们很早就知道改变‘顶部’血液分子的功能是如何影响荧光团的颜色的,但我们也知道这会对眼睛的化学性质产生强烈影响。”“我们探索了一种不同的方式——一种正确的、红移的魔法。”

最终捕获器

如果不是罗丹明类药物的终点,工作可能会朝着不同的方向进行现在,专家们专注于设计专门为航空生物实验室量身定制的区域,努力构建他们所能获得的最好的工具

“我们可以用化学方法做任何我们想要的罗丹明,但最大的问题是下一步该怎么做,”拉维西斯说“不是我们能做什么,而是我们应该做什么。”

Grimsays开发这种扩展性的罗丹明,持续了十年,这是对HHMIJanelia长期努力的支持的测试,这些长期努力有利于更广泛的科学界在Janelia拥有永久的科学家职位也使Grim和其他高级科学家能够为JaneliaFluorodyes等警报项目提供连续的设备最新公布的研究报告中有四项也是2011年首次公布的罗丹明数据

对格林来说,这是一个很好的选择——成为实验室,记录化学,并创造对生物学家有用的工具13年多后,他也学会了荧光染料

格里姆斯说:“有一条时间线的图表显示了我们多年来所做的一切,这是非常令人满意的,它是从一个基于Lukedid的小计算的反应开始的,它本身是由一种合成方法实现的,我们只是一时兴起,只是想让染料合成变得更容易。”“即使计算看起来很成功,它也不会朝那个方向发展。在这种情况下,它是致命的,而且肯定是致命的。”


来源:

Materials provided by
Howard Hughes Medical Institute.
注明: Content may be edited for style and length.


参考:

  1. Jonathan B. Grimm, Ariana N. Tkachuk, Ronak Patel, S. Thomas Hennigan, Alina Gutu, Peng Dong, Valentina Gandin, Anastasia M. Osowski, Katie L. Holland, Zhe J. Liu, Timothy A. Brown, Luke D. Lavis.
    Optimized Red-Absorbing Dyes for Imaging and Sensing. Journal of the American Chemical Society, 2023; 145 (42): 23000 DOI: 10.1021/jacs.3c05273

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