开发针对COX-2的荧光探针，用于检测癌细胞中的HClO/ONOO?：一项综合的实验与计算研究

《ANALYTICAL AND BIOANALYTICAL CHEMISTRY》：Developing COX-2-targeted fluorescent probes for HClO/ONOO? detection in cancer cells: an integrated experimental and computational study

本研究设计合成COX-2靶向荧光探针S1（检测HClO）和S2（检测ONOO?），基于光诱导电子转移（PET）机制，实验与DFT、分子动力学模拟及MM/PBSA计算验证其高灵敏性（R2≈1）和特异性结合（-80.05至-83.76 kcal/mol），为肿瘤微环境标志物检测提供新工具。

　　

摘要

在肿瘤微环境中，环氧化酶-2（COX-2）及其相关活性物质（尤其是次氯酸（HClO）和过氧亚硝酸盐（ONOO?）的过表达是早期癌症诊断的关键标志。在这项研究中，我们设计并合成了两种荧光探针S1和S2，分别用于靶向成像HClO和ONOO?。这两种探针结合了针对COX-2的塞来昔布配体与萘酰亚胺荧光团。它们通过光诱导电子转移（PET）机制发挥作用，产生明显的荧光增强响应，并且对分析物浓度具有优异的线性关系（R²?=?0.9902（针对HClO的S1R²?=?0.9897（针对ONOO?的S2S1（?80.05?±?7.19?kcal/mol）和S2（?83.76?±?3.88?kcal/mol）与COX-2的结合焓值较高，证实了它们能形成稳定且特异的复合物。这种结合实验和计算方法的策略产生了高灵敏度和选择性的探针，使S1和S2成为研究细胞水平上癌症相关生物标志物的有前景的工具。

图形摘要

在肿瘤微环境中，环氧化酶-2（COX-2）及其相关活性物质（尤其是次氯酸（HClO）和过氧亚硝酸盐（ONOO?）的过表达是早期癌症诊断的关键标志。在这项研究中，我们设计并合成了两种荧光探针S1和S2，分别用于靶向成像HClO和ONOO?。这两种探针结合了针对COX-2的塞来昔布配体与萘酰亚胺荧光团。它们通过光诱导电子转移（PET）机制发挥作用，产生明显的荧光增强响应，并且对分析物浓度具有优异的线性关系（R²?=?0.9902（针对HClO的S1R²?=?0.9897（针对ONOO?的S2S1（?80.05?±?7.19?kcal/mol）和S2（?83.76?±?3.88?kcal/mol）与COX-2的结合焓值较高，证实了它们能形成稳定且特异的复合物。这种结合实验和计算方法的策略产生了高灵敏度和选择性的探针，使S1和S2成为研究细胞水平上癌症相关生物标志物的有前景的工具。

图形摘要