巴斯大学的研究人员开发了荧光分子探针，可以检测活体动物体内葡萄糖水平的变化，为科学家提供可视化糖消耗、实时研究整个生物体中的糖尿病、癌症和其他代谢疾病的新方法。
看到糖的作用
葡萄糖等碳水化合物在能量代谢和糖尿病中发挥着重要作用，但它们在活组织内的监测仍然是一个重大的科学挑战。
这个跨学科团队使用硼酸化学物质设计了荧光分子探针，这种化学物质选择性地与糖结合，并采用先进的成像技术，可以可视化生命系统内分子的行为。
这些探针能够检测培养细胞和活鱼中葡萄糖水平的变化。
“我们的工作表明，识别碳水化合物的合成探针可以实时监测生物体中与葡萄糖相关的过程。” 该大学化学系教授索菲亚·帕斯库 (Sofia I. Pascu) 说道，他也是该研究的通讯作者之一。 “这是迈向下一代研究代谢紊乱工具和发展精准诊断技术的重要一步。”
研究人员将探针与最先进的多光子荧光显微镜（MP-FLIM）结合起来，这是一种先进的技术，可以测量寿命的细微变化（荧光信号持续多长时间），而不是测量亮度。这种方法使团队能够实时直观地绘制生命系统中哪些细胞正在吸收和使用糖。
检测生命系统中的高血糖
测试该技术是否可行 体内该团队使用斑马鱼，这是一种广泛用于代谢研究的模式生物。
几种探针在斑马鱼幼虫的消化系统中强烈积累，它们的荧光响应外部葡萄糖挑战而发生变化。
他们还使用相同的技术成功地将患有糖尿病突变的胰岛素缺乏斑马鱼与其健康的兄弟姐妹区分开来。
糖尿病鱼由于葡萄糖水平增加而显着减少荧光，这证明了探针检测活脊椎动物中葡萄糖变化的能力。
通讯作者、该大学生命科学系亨利·戴尔·威康信托基金会研究员戴维·古列维奇博士说： “我们的结果表明，基于硼酸的合成荧光探针可以报告由于暴露于外部糖和胰岛素缺乏的生物体而导致的葡萄糖变化。
“这可能为研究人员提供一种新方法，将葡萄糖的变化与代谢和其他疾病的生物效应联系起来。”
未来在糖尿病和癌症中的应用
除了葡萄糖监测之外，研究人员相信该平台还可以用于检测其他生物学上重要的碳水化合物和代谢标记物。由于碳水化合物代谢异常是糖尿病和癌症等疾病的标志，因此该技术最终可以支持早期诊断、药物发现和个性化治疗策略。
通过结合超分子化学、先进光子学和生物模型，我们创建了一个实时成像代谢过程的综合平台。这项工作展示了化学、生物学和先进成像相结合的力量，以获得对生命系统的新见解。我们现在正在探索如何进一步开发这些技术以用于治疗诊断应用和未来的药物筛选工具。”
Tony D. James，巴斯大学教授兼合著者
国际合作与科技成果
该研究体现了高度跨学科和国际合作，涉及巴斯大学、伯明翰大学、马德里自治大学、西班牙国家研究委员会 (CSIC) 和 STFC 卢瑟福阿普尔顿实验室的生物学家、物理学家和化学家。
该团队包括已故伯明翰大学 John S. Fossey 教授，他是硼酸化学和分子识别领域的领军人物；他的洞察力和合作帮助塑造了这个项目和许多相关研究。
出版，在杂志上 先进科学这是对他的学术遗产和对整个领域的同事、学生和同事的持久影响的致敬。
