二价金属阳离子（如钙离子(Ca²⁺)和镁离子(Mg²⁺)）是调节多种细胞活动的重要成分。有鉴于此，庆应义塾大学Yuki Hiruta和Kotaro Oka利用o-邻氨基酚-N,N-二乙酸-o-亚甲基-甲基亚膦酸盐(APDAP，游离的Mg²⁺选择性配体)作为靶标结合位点，开发了KLCA系列探针。

本文要点：

（1）实验合成了基于罗丹明荧光团的橙色荧光探针KLCA-301和基于Si-罗丹明荧光团的近红外(NIR)荧光探针KLCA-501，以用于多色成像。对Ca²⁺和Mg²⁺的荧光响应表明，KLCA系列探针可作为低亲和力Ca²⁺探针。在培养的大鼠海马神经元中，KLCA-301主要定位于胞质中，而KLCA-501则主要定位于胞质和颗粒细胞器。研究者通过比较KLCA-301和高亲和力Ca²⁺探针Fluo-4在谷氨酸刺激的染色神经元中的荧光响应发现，KLCA-301可以反映细胞内Ca²⁺的继发性大幅升高情况，而Fluo-4则无法检测。

（2）此外，在谷氨酸刺激下，KLCA-501在染色的神经元中会产生类似于低亲和力Ca²⁺探针Fluo-5N的荧光响应，由此表明KLCA-301和KLCA-501都可以作为低亲和力Ca²⁺探针。此外，KLCA-501还能够同时对神经元中的Ca²⁺和ATP浓度的变化以及线粒体内膜电位的变化进行可视化成像。综上所述，该研究开发的KLCA-501探针有望成为同时对多个靶点进行多色成像并探究它们在细胞中的相互关系的有力工具。

Rei Kumada. et al. Development of Phosphinate Ligand-Based Low Affinity Ca²⁺ Fluorescent Probes and Application to Intracellular Ca²⁺ Imaging. Analytical Chemistry. 2023

DOI: 10.1021/acs.analchem.3c03266

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.3c03266