超乎想象的新技術(shù)：活細(xì)胞化學(xué)發(fā)光檢測
化學(xué)發(fā)光探針（chemiluminescent probes）是最敏感的DNA序列診斷工具，常用在犯罪現(xiàn)場分析和免疫診斷。
想必大家都見過熒光棒或者螢火蟲吧？它們發(fā)光的過程就是化學(xué)發(fā)光（chemiluminescent，CL）。目前，這些原理已經(jīng)應(yīng)用于犯罪現(xiàn)場的血液探測和測定不同生物樣品組分的濃度的科學(xué)研究和臨床診斷。
最近《ACS Central Science》介紹了一種新型非酶促CL探針，這種探針在水中有著更好的表現(xiàn)，比魯米諾（luminol）亮3000倍（如圖左），與其他化學(xué)發(fā)光系統(tǒng)（如吖啶酯系統(tǒng)、草酸酯系統(tǒng)、魯米諾系統(tǒng)）不同，這種新型CL探針可直接用于細(xì)胞實驗。
在酶活測定和分析物濃度測定領(lǐng)域，擁有著優(yōu)越信噪比的CL assay是最敏感的測定方法之一。因此，CL探針廣泛應(yīng)用于免疫測定、核酸分析、甚至體內(nèi)外的活性氧（ROX）檢測。
大多數(shù)的CL探針在接觸氧化劑后才能產(chǎn)生光發(fā)射。這類探針往往通過氧化步驟形成不穩(wěn)定的過氧化物（激發(fā)態(tài)的中間體），再迅速發(fā)射光子，釋放能量回到穩(wěn)定基態(tài)。常見的化學(xué)發(fā)光底物（如魯米諾和草酸酯）都需要通過這種氧化機制被激活。但是，在分子轉(zhuǎn)移過程中存在能量損失，因此發(fā)光較弱，并且這些系統(tǒng)內(nèi)的另外兩種信號放大材料，熒光團（fluorophore）和表面活性劑（substance），尤其是表面活性劑不具有生命相容性，因此無法在活細(xì)胞內(nèi)進行檢測。
瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)生物成像中心的Doron Shabatt和同事提出，通過重新排列現(xiàn)有探針的電子結(jié)構(gòu)或許能改善探針的固有熒光，從而創(chuàng)建一個新的、單一組分的發(fā)光系統(tǒng)，使CL assay應(yīng)用于更多領(lǐng)域。
研究人員測試了常見的發(fā)光分子的各種變體結(jié)構(gòu)的發(fā)光效果。Doron Shabatt和同事們發(fā)現(xiàn)，簡單地增加2個關(guān)鍵原子就能獲得更亮的報告光強。并且，這種特殊的分子無毒害性，適合直接用于活細(xì)胞檢測。他們把它稱作adamantylidene–dioxetane（A-D），該化合物是已知的唯一一個含有穩(wěn)定二氧雜環(huán)丁烷（dioxetane）結(jié)構(gòu)的化學(xué)發(fā)光探針，因此，該探針無需氧化步驟來觸發(fā)CL。
基于A-D，研究人員開發(fā)了感測器檢測了幾個生物相關(guān)的化學(xué)物質(zhì)。他們還使用A-D測試了幾種酶的活性，并直接顯微鏡下觀察了細(xì)胞內(nèi)的酶活。過去，我們必須通過基因工程手段來實現(xiàn)的活細(xì)胞內(nèi)的熒光觀察。現(xiàn)在，借助這種強有力的方法，制備更高效化學(xué)發(fā)光感測器，科學(xué)家們可以以前所未有的便捷和高靈敏度方式，檢測和觀察各種細(xì)胞活性和分析物的變化。
