近期，斯普林格·自然出版集團下屬刊物《自然通訊》(Nature Communications, 2017, 8, DOI: 10.1038/s41467-017-01137-8)，以“光致變色熒光糖探針光控識別細胞內靶物質（Remote light-controlled intracellular target recognition by photochromic fluorescent glycoprobes）”為題，在線報道了華東理工大學化學與分子工程學院的最新研究成果。該研究為細胞的靶向、精準功能標記研究提供了新的光可控化學探針工具。
可靶向、精準探測不同細胞生命和疾病過程的熒光探針技術，對生命科學的發展和疾病早期診斷具有重要意義。傳統熒光探針易受生物背景光干擾，且通常只能通過被動擴散進入細胞產生待測物識別信號，造成了探測的低精確性。為解決這一關鍵問題，諾貝爾獎科學家聯合研究中心人員通過將螺吡喃光致變色分子、1,8–萘酰亞胺熒光團與具備膜受體主動靶向功能的半乳糖分子共價連接，創制了可通過遠程光控實現細胞精準定位及靶標識別的光致變色熒光探針。初步研究發現，通過紫外/可見光的循環照射可實現對探針螺吡喃/部花青結構的可逆調控，進而實現探針萘酰亞胺熒光發射的循環“開/關”控制。此外，探針的螺吡喃態與細胞內廣泛存在的硫化物不發生相互作用，而當遠程光激活其部花青態時，探針可迅速與亞硫酸根陰離子發生化學反應，從而阻斷探針的光致變色活性，使熒光處于恒定的“開啟”狀態（下圖a-b）。
基于其獨特的光學性質，中心研究人員進一步應用所構建探針實現了細胞精準熒光標記及光控靶標識別：首先，探針可在水相中形成雙親性膠束，從而通過糖簇與一種膜受體的高親和力識別實現主動細胞定位。隨后，通過紫外/可見光的循環調控，探針可在細胞內執行多次可重復的“熒光閃爍”現象，從而提升了熒光探針在復雜細胞內環境中的定位精準度。最終，探針還可通過遠程光激活策略（即螺吡喃向部花青結構的光調變）實現細胞內源性亞硫酸根陰離子的靈敏探測與定量（上圖c）。
該論文第一作者是華東理工大學青年教師張雋佶副教授，田禾院士、賀曉鵬副研究員和中科院上海藥物研究所李佳研究員為論文共同通訊作者，諾貝爾化學獎得主華東理工大學客座教授Ben L. Feringa教授為論文的合作作者。主要生物學工作由博士研究生韓海浩和碩士研究生付幼心完成。本研究工作得到國家“973”計劃、國家自然科學基金重點項目、國家自然科學基金優秀青年科學基金、“111”引智計劃資金支持。
