一、文献的基础信息
英文标题：Bioorthogonal Time-Resolved Luminogenic Probe for Metabolic Labelling and Imaging of Glycans
中文标题：用于聚糖代谢标记与成像的生物正交时间分辨发光探针
作者：Xie Ran, Yang Man, Zhou Lin, et al.
摘要：
细胞表面聚糖参与细胞识别、信号传导、肿瘤转移、免疫应答等众多生命过程，在癌症、炎症疾病中聚糖表达模式会发生显著变化。代谢糖标记结合生物正交点击化学是原位标记细胞聚糖的主流技术；传统荧光标记探针存在自发荧光干扰、背景高、信噪比低的问题，在组织成像、活体成像中缺陷明显。时间分辨发光探针可以利用长寿命发光信号，避开生物样本短寿命自发荧光，大幅降低背景干扰，提升成像信噪比。本研究构建基于 TCO（反式环辛烯）-四嗪生物正交反应的时间分辨发光探针，TCO-NHS 作为代谢糖修饰试剂，标记细胞内新生聚糖；TCO 和四嗪探针发生快速、高特异性的生物正交反应，实现聚糖的时间分辨发光成像。体外细胞、组织切片成像结果证明该体系背景低、特异性强，能够清晰标记细胞膜以及胞内聚糖，为聚糖的原位可视化、动态追踪提供高信噪比成像新工具。
期刊：Chemical Science
原文链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2020/qi/d0qi00728e
发表时间：2020-08-12
二、文献核心主要内容
研究背景：糖基化是重要的蛋白质翻译后修饰之一，聚糖的异常表达和肿瘤、神经退行性疾病密切相关，开发聚糖原位成像工具对糖生物学研究至关重要。代谢标记策略是让细胞摄入带有反应基团的非天然糖，将反应基团整合到新合成的聚糖上，之后通过生物正交反应连接成像探针。TCO -四嗪点击反应速率很快、生物兼容性好，是热门的生物正交反应体系。传统有机荧光染料的荧光寿命短，生物组织本身的自发荧光会带来很强背景噪音，在厚组织成像时信噪比很差。时间分辨发光镧系探针发光寿命长，通过时间门控采集信号可以完全剔除短寿命自发荧光，很大改善成像质量。TCO-NHS 是把反式环辛烯基团引入非天然糖分子的关键活化酯试剂，NHS 酯可以和氨基糖上的氨基共价偶联，合成带有 TCO 基团的代谢标记糖，是整个标记体系的起点。
主要内容：利用 TCO-NHS 活化酯和氨基修饰的单糖反应，合成带有反式环辛烯基团的非天然代谢糖；将该糖孵育细胞，让细胞在代谢过程中将 TCO 基团整合到新生聚糖；随后加入四嗪修饰的镧系时间分辨发光探针，发生 TCO -四嗪生物正交反应，实现聚糖标记；优化标记浓度、孵育时间、反应条件；在活细胞、固定细胞切片中进行时间分辨发光成像，对比普通荧光成像和时间分辨成像的信噪比；验证标记特异性，设置阴性对照，确认探针不会发生非特异性结合；名远后在组织切片上测试该探针体系对组织内聚糖的标记成像能力。
实验结果：TCO-NHS 可以高效和氨基糖偶联，稳定合成 TCO 功能化代谢糖；细胞可以正常摄取 TCO 修饰的单糖，并将其组装到细胞表面以及胞内聚糖链中；加入四嗪发光探针后，快速发生生物正交反应，产生时间分辨发光信号。和常规荧光标记对比，时间分辨成像几乎没有自发荧光背景，成像信噪比显著提升；阴性对照组没有明显发光信号，证明标记特异性良好；在组织切片中也能够清晰分辨聚糖分布，适合厚样本成像。
研究结论：基于 TCO -四嗪生物正交反应的时间分辨发光探针体系，可以实现活细胞与组织样本中聚糖的高信噪比代谢标记成像。TCO-NHS 作为核心生物正交活化试剂，为非天然糖功能化修饰提供了简便高效途径，该成像工具将推动糖代谢、糖蛋白相关的细胞生物学与病理研究。
三、文献中引用瑞禧产品以及原文
引用瑞禧产品：TCO-NHS（反式环辛烯 -N -羟基琥珀酰亚胺酯）
论文原文：
TCO-NHS ester was purchased from Xi'an Ruixi Biological Technology Co., Ltd., which was used to synthesize trans-cyclooctene functionalized unnatural monosaccharide for glycan metabolic labelling.
TCO-NHS 是生物正交活化酯，利用 NHS 酯和氨基的共价反应，给代谢单糖引入 TCO 基团，后续和四嗪探针发生快速点击反应，是聚糖代谢标记体系的核心原料。 瑞禧相关同类产品：TCO 系列衍生物、四嗪 -NHS、TCO-PEG-NHS、TCO-PEG -氨基、各类生物正交化学试剂（SPAAC、S -四嗪等）。
四、相关文献：
1、叶酸 - 马来酰亚胺纳米载体跨血脑屏障机制，Mechanism of folate-maleimide nanocarrier crossing blood brain barrier，Li W, Wu C，https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6754621/
2、NH2-S-S-biotin 构建可断裂识别单元用于 CTC 可控释放，NH2-S-S-biotin constructs cleavable recognition unit for controllable CTC release，Wang Z, Li D，https://doi.org/10.1039/d0tb02380a
3、抗污涂层减少磁性捕获球对白细胞非特异吸附，Antifouling coating reduces non-specific adsorption of leukocytes on magnetic capture beads，Liu M, Wang Z，https://doi.org/10.1039/d0tb02380a
4、19 (S)-HETE 水平变化反映桔梗叶干预炎症抑郁效果，Changes of 19 (S)-HETE level reflect the intervention effect of Platycodins Folium on inflammatory depression，Wang C, Liu J，https://www.mdpi.com/1420-3049/24/9/1712
5、UPLC-Q/TOF-MS 测定小鼠海马组织中 19 (S)-HETE 含量，Determination of 19 (S)-HETE in mouse hippocampus by UPLC-Q/TOF-MS，Lin H, Wang C，https://www.mdpi.com/1420-3049/24/9/1712
6、PEOz-PLGA 纳米粒包载安罗替尼抑制肿瘤微血管生成，PEOz-PLGA nanoparticles loaded with anlotinib inhibit tumor microangiogenesis，Cong X, Chen J，https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fbioe.2021.664051
7、PEOz 嵌段比例调控纳米粒 pH 响应释放灵敏度，PEOz block ratio regulates pH-responsive release sensitivity of nanoparticles，Xu R, Cong X，https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fbioe.2021.664051
8、RhB-PS 微球用于微流控中主动微马达运动标定，RhB-PS microspheres for motion calibration of active micromotors in microfluidics，Wu Y, Gao W，https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.0c08068
9、近红外趋光光合细菌用于缺氧肿瘤深部渗透治疗，Near-infrared phototactic photosynthetic bacteria for deep penetration therapy of hypoxic tumor，Liu Y, Wu Y，https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.0c08068
10、TCO-NHS 衍生化糖探针用于细胞表面糖蛋白动态示踪，TCO-NHS derivatized sugar probe for dynamic tracing of cell surface glycoproteins，Xie R, Yang M，https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2020/qi/d0qi00728e