羧酸酯酶（CESs）丝氨酸酯酶家族中最重要的成员，广泛分布于肝、肠、肺、肾等组织中，在代谢酯类和酰胺类分子的脂质稳态中起重要作用，如一些酯类前药(如氯吡格雷、伊立替康、奥司他韦)和环境毒物(如拟除虫菊酯)，并且CESs的活性与动脉粥样硬化、胆固醇所致肝损伤和2型糖尿病密切相关。大量研究表明，对羧酸酯酶活性的检测，可以应用于疾病早期诊断、药物代谢和生物解毒等多方面。目前用于检测酶含量的技术有很多，比如PCR、基于抗体的技术和基于质谱的蛋白质组学技术。但是这些技术都较为复杂，用到的设备价格昂贵；且只能检测到酶的含量，无法直接检测酶的活性，因此限制了此类技术的推广应用。近年来荧光探针技术的发展越来越成熟，直接分析生命体中酶活性的研究引起了人们的广泛关注，现在已经有很多的荧光探针应用于生物检测领域。

金属有机框架物（Metal-Organic Frameworks, MOFs）是一类新兴的晶体多孔有机-无机杂化材料，因其较大的比表面积和多孔性使其具有较高的显影剂、药物和分析物的负载率，在催化、传感器、储能等领域得到了广泛的应用，是开发荧光探针和应用于生物研究的理想材料。

近日，南京师范大学黄和教授团队报道了一种具有溶酶体定位效应的金属有机框架固定化荧光探针LysFP@ZIF-8，该荧光材料可应用于体外及活细胞内的羧酸酯酶1（CES1）的检测，并且可以应用于有机磷的高灵敏定量检测。探针分子的底物是基于一种体外合成的荧光蛋白生色团类似物，然后利用具有良好生物相容性的金属有机框架材料ZIF-8负载有机荧光分子，制备得到MOFs限域的化学传感器。利用MOFs材料的微孔道结构，可作为限域反应器有效提高酶与探针分子的催化反应效率。此外，MOFs对探针分子具有一定类似“铠甲”的作用，使得探针分子能够在较宽范围的pH条件下保持稳定存在。实验数据证实，相对于溶液中分散性的探针分子，MOFs限域空间中的探针分子与CES1反应，明显地提高了探针对CES1的检测灵敏度。由于有机磷农药对羧酸酯酶的活性具有较强的抑制作用，作者利用酶抑制法成功地实现了对有机磷农药残留进行定量检测。作者在探针分子设计过程中，巧妙的引入溶酶体定位基团，赋予了LysFP@ZIF-8良好的溶酶体定位能力，实现了在细胞微环境及亚细胞器中对CES1的可视化识别。相关研究成果以“Lysosome targeting metal-organic framework probe LysFP@ZIF-8 for highly sensitive quantification of carboxylesterase 1 and organophosphates in living cells”为题发表在杂志“Journal of Hazardous Materials”上。

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