【分析】利用色原酮分子库的结构-荧光多样性来考察各种荧光技术中优选的荧光分子性能

近年来荧光技术在生物医学研究中的应用越来越广泛。荧光技术主要应用于荧光成像和荧光检测两个领域。譬如，荧光技术可以应用于创新药物研发的不同环节：靶标活性的荧光筛选方法和作用机制的荧光成像研究等环节中。随着研究的深入，研究者对荧光技术提出了很高的要求，主要体现在荧光方法的灵敏性、准确性以及选择性等关键特性。然而，作为荧光技术中的核心元素，选择不同的荧光分子会影响到荧光技术的灵敏度、准确性及选择性。

       荧光分子是指在一类化合物分子，它们在光激发下能够释放出荧光。对于荧光分子来说，它们的化学结构赋予它们不同的光物理性能、代谢特性和化学反应性。目前研究者在建立新的荧光技术时，对于荧光分子的选择主要依赖于研究者的经验。首先，研究者选取具有特定光物理性能（如发射波长）的荧光分子。其次，如果荧光分子被应用于体内时，也需要考虑荧光分子的代谢特性。最后，设计基于反应的荧光探针时，荧光分子需要含有特定的化学反应基团。除此之外，对于建立荧光技术时如何优选荧光分子，目前还缺乏相应的指导原则。 

       中国医学科学院药物研究所的崔华清课题组一直致力于建立高性能的荧光检测方法从而服务于创新药物研发。近日，他们首先合成具有各种不同荧光物理性能的色原酮类分子库，其中部分荧光分子具有高强度的荧光量子产率和荧光寿命。利用色原酮荧光分子库中荧光性能的多样性，研究者可以选出一对结构相似但某一荧光性能（如荧光量子产率）不同的荧光分子，并将这一对荧光分子应用于同一荧光技术中，从而比较这一特定的荧光性能如何影响荧光技术的使用。研究表明，不同的荧光技术对于优选的荧光性能表现出不同的倾向性。例如，进行荧光成像时，首选具有在较大pH值范围内（如3-13）具有强且恒定荧光强度的荧光分子；当设计基于反应的荧光探针用来检测生物活性物质时，荧光量子产率相对较低的荧光分子具有较大的荧光开启率和较弱的起始荧光背景，这助于提高检测的灵敏度；最后，当用于建立酶活性的荧光检测方法时，荧光分子的选择关键在于考察荧光分子作为底物与酶分子活性中心之间的亲和力。

相关内容已经在J. Med. Chem.杂志上报道，通讯作者崔华清博士获得“重大新药创制”科技重大专项：天然产物来源创新药物新品种研发及其关键创新技术体系（2018ZX09711001）；并列通讯作者中国医学科学院药物研究所的王雨辰博士获得中国医学科学院医学与健康科技创新工程（2017-I2M-1-010）的资助开展该项研究。本文第一作者为北京理工大学的博士生陈毅坤同学，北京理工大学的武钦佩博士为文章的并列通讯作者。

       原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面）：

Determining essential requirements for fluorophore selection in various fluorescent applications taking advantage of diverse structure fluorescence information of chromone derivativesYikun Chen, Yongxin Gao, Yujun He, Gang Zhang, Hui Wen, Yuchen Wang*, Qin-Pei Wu*, Huaqing Cui*J. Med. Chem., 2020, DOI: 10.1021/acs.jmedchem.0c01508