噻唑橙衍生物区域异构体SQ2：G-四链体DNA特异性荧光探针及肿瘤成像新策略

本文报道了一种基于噻唑橙(TO)骨架的区域异构体SQ2，通过结构优化实现了对G-四链体(G4) DNA的高选择性识别。该探针在溶液环境中背景荧光极低，与G4结合后产生显著光信号变化，且不受粘度、极性等环境因素干扰。研究成功构建了无标记INHIBIT分子逻辑门，并证实SQ2在细胞核G4定位和活体肿瘤成像中的卓越性能，为癌症诊断提供了新型分子工具。

　　

亮点

• SQ2作为噻唑橙(TO)的区域异构体，展现出对G-四链体(G4) DNA的独特选择性

• 与单链DNA(ssDNA)、双链DNA(dsDNA)和RNA相比，SQ2对G4的荧光响应提升超过20倍

• 结合G4后荧光量子产率从0.003跃升至0.42，激发波长红移达100nm

• 成功构建基于G4识别的无标记INHIBIT分子逻辑门

• 活体实验证实SQ2可特异性区分肿瘤与正常组织

材料与方法

实验所用试剂与仪器详见支持信息。关键中间体S1和S2参照文献方法合成，经核磁共振氢谱(¹H NMR)和高分辨质谱(HRMS)验证结构。

TO衍生物的设计与表征

通过将N-(2-羟乙基)哌嗪基团分别引入经典TO骨架及其2位异构体(2TO)，我们构建了SQ1和SQ2两种探针。紫外-可见光谱显示，SQ2与G4结合后出现特征性吸收峰红移，而圆二色谱(CD)证实其能稳定c-myc启动子区的平行型G4结构。

结论

本研究通过结构异构化策略显著提升了TO类染料对G4 DNA的选择性。SQ2不仅实现了细胞核内G4的动态示踪，其肿瘤组织特异性荧光增强效应更为癌症的精准诊断提供了新型分子工具。该工作为开发下一代核酸结构探针提供了重要设计范式。