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Fluorescent probes for sensitive and selective detection of pH changes in live cells in visible and near-infrared channels

荧光 红外线的 材料科学 光电子学 生物物理学 纳米技术 生物 光学 物理
作者
Mingxi Fang,Rashmi Adhikari,Jianheng Bi,Wafa Mazi,Nethaniah Dorh,Jianbo Wang,Nathan Conner,Jon Ainsley,Tatyana G. Karabencheva-Christova,Fen‐Tair Luo,Ashutosh Tiwari,Haiying Liu
出处
期刊:Journal of Materials Chemistry B [The Royal Society of Chemistry]
卷期号:5 (48): 9579-9590 被引量:59
标识
DOI:10.1039/c7tb02583a
摘要

We report five fluorescent probes based on coumarin-hybridized fluorescent dyes with spirolactam ring structures (A-E) to detect pH changes in live cell by monitoring visible and near-infrared fluorescence changes. Under physiological or basic conditions, the fluorescent probes A, B, C, D and E preserve their spirolactam ring-closed forms and only display fluorescent peaks in the visible region corresponding to coumarin moieties at 497, 483, 498, 497 and 482 nm, respectively. However, at acidic pH, the rings of the spirolactam forms of the fluorescent probes A, B, C, D and E open up, generating new near-infrared fluorescence peaks at 711, 696, 707, 715, and 697 nm, respectively, through significantly extended π-conjugation to coumarin moieties of the fluorophores. The fluorescent probes B and E can be applied to visualize pH changes by monitoring visible as well as near-infrared fluorescence changes. This helps avoid fluorescence imaging blind spots at neutral or basic pH, which typical pH fluorescent probes encounter. The probes exhibit high sensitivity to pH changes, excellent photostability, low auto-fluorescence background and good cell membrane permeability.
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