四苯基乙烯（TPE）作為**的AIE熒光基團，由于其分子內旋轉振動的限制，在良性溶劑中產生弱的熒光，但在聚集狀態下發出強烈的熒光。此外，由氨基酸組成的肽探針因其高水溶性，低生物毒性和良好的生物相容性，已成功應用于各種生物傳感中。我們以此為基礎，設計了一種新型肽熒光探針TP-2（TPE-Trp-Pro-Gln-His-Glu-NH2），用于Hg2+檢測和細胞成像（圖1）。TP-2探針中Trp，Gln，His和Glu的氨基酸側鏈作為Hg2+結合位點，不僅提高了TP-2的選擇性，還解決了TPE水溶性差的問題，從而使其用于細胞傳感。

TP-2的光譜性質

我們隨機選擇15種不同金屬離子來檢測TP-2的選擇性。結果顯示，加入Hg2+后，TP-2的熒光強度增加了約30倍（圖2a），并且這種增強幾乎是瞬時的。然而，TP-2與其他金屬離子幾乎沒有熒光反應。由于TP-2的肽序列和與Hg2+配位時形成的聚集體空間結構，TP-2對Hg2+具有高度選擇性響應。空白探針溶液的主吸收峰在320nm附近，增大Hg2+濃度，290 nm處的吸收峰減少，同時在340 nm處的峰增加。然而，加入1.0當量Hg2+，TP-2的吸收光譜沒有明顯變化。為了明確TP-2對Hg2+的檢測強度，研究了Hg2+濃度與探針檢測之間的線性關系。如圖2b所示，TP-2的熒光強度在470 nm處隨Hg2+濃度的增加而增加，直至穩定狀態。此外，Hg2+的檢出限為41 nM（R2 = 0.9952），可用于追蹤細胞中的Hg2+。

TP-2機理研究

如圖3所示，Hg2+的摩爾分數為0.5時，熒光強度達到大值，從而證實了探針與Hg2+的1：1結合。1 H NMR滴定結果顯示，將Hg2+濃度從0增大至1當量，TP-2中咪唑環上NH2質子從尖銳的多峰逐漸變化到平緩的雙峰。這是由于金屬離子與配體結合后，整體的分子結構發生折疊，從而導致多個質子位移在1NMR光譜中重疊，信號峰的分裂并不明顯。進一步將Hg2+添加至2.0當量，1H NMR結果變化不大，這進一步證實了配體與Hg2 +的1：1絡合。接著，利用透射電子顯微鏡（TEM）來觀察TP-2與目標金屬離子結合前后聚集體的微觀形貌。如圖4所示，TP-2的粒徑為約30nm。然而，TP-2與Hg2+配合物存在不同的聚集體狀態，TPE的聚集使熒光強度**增加。TP-2和TP-2-Hg2+的熒光壽命分別為2.65 ns和4.93 ns。加入Hg2+后，在418–612 nm內的量子產率提高到5.93％。作者對配位系統進行了分子模擬和理論計算來優化TP-2和TP-2-Hg2+模型，使其能量低和穩定性強（圖5）。結果表明，與Hg2+進行配位的四個配體分別來自Trp，Gln，His和Glu的側鏈。由于分子的部分聚集，改變了TP-2的空間結構，導致熒光發射強度急劇增加。

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