内容提要

光电可调荧光探针在先进生物成像领域的应用越来越受到人们的关注。光可转换探针可以很好地用于跟踪，而光可转换探针是单分子定位显微镜进行超分辨率成像的关键工具。本文研究了一种具有转换和开关特性的红色和远红色体，即BDP-576和BDP-650。我们的研究表明，这些吡咯基BODIPYs转化为典型的绿色和赎回BODIPYs，完全适应显微镜。我们还表明，这种吡咯基BODIPYs经历了定向光氧化诱导转化，这是我们最近介绍的一种光转化机制，其中吡咯部分起着核心作用。利用这些独特的特征，利用化学靶向部分和Halo标签开发针对不同细胞器或亚细胞单位(质膜、线粒体、细胞核、肌动蛋白、高尔基体等)的靶向光转换探针。BDP-650可以在激光扫描共聚焦显微镜的双色成像中跟踪细胞内囊泡超过20分钟。在单分子水平上研究了这些光转换器的开关特性，然后成功地应用于上皮细胞和神经元的活体单分子定位显微镜。膜和线粒体靶向探针都可以用于在纳米尺度上破译膜三维结构和线粒体动力学。本研究在定向光氧化探针的光转换和光开关特性之间建立了一座桥梁，并展示了该机制在高级实时成像中的多功能性和有效性。