硫化氢(H2S)是继CO和NO之后,第三种可在生命体内发挥生理作用的内源性气体信号分子。该气体分子与生理过程和病理过程紧密联系,在心血管和神经系统中担负着重要的调节作用。近年来,H2S在机体内的调节机制研究也已经成为了热点。已有研究表明:血液内硫化物在10~100 μM甚至更低浓度范围,且H2S在机体内迅速分解代谢。因此,活体生物系统中硫化氢的快速、实时及准确监测仍是富有挑战性的课题。
最近,山东大学李敏勇教授和四川大学华西医院柯博文研究员课题组开创性地设计和合成了一种基于生物发光原理的开关型H2S检测探针,并成功地进行了活细胞和动物模型的成像研究。该类探针利用H2S的强还原性,将其结构中的叠氮基还原成氨基,进而直接或间接的生成了萤火虫萤光素酶的底物。当底物和萤光素酶作用后,就会产生生物发光信号。与以往研究较为广泛的荧光探针和化学发光探针相比,该类探针信噪比高、灵敏性高,选择性强、细胞毒性低,能够快速、实时、准确检测活细胞内H2S水平的变化,同时还能应用于活体小鼠中H2S的监测。该研究对进一步了解气体信号分子H2S在各种生理和病理过程中的作用机制具有重要的意义。