近日，深圳湾实验室周耀旗课题组在Biochemical and Biophysical Research Communications期刊上发表题为Design and synthesis of large Stokes shift DNA dyes with reduced genotoxicity的研究论文，报道了一种新型DNA荧光染料，具有大Stokes位移和低基因毒性特性。这一突破性发现主要由团队詹剑博士及饶小峰博士领导，旨在满足对高灵敏度且安全的核酸染料日益增长的需求。

        荧光成像技术，作为一种低成本、灵敏度高且对生物样本光损伤小的临床前生物医学研究工具，已广泛应用于多个领域，在生命科学研究和临床诊断中至关重要。开发具有大Stokes位移的高性能荧光染料显得尤为重要，因为大的Stokes位移（Δλ>120 nm）可以减少激发与发射的光谱串扰，提高信号背景比，从而有利于实现高分辨率的荧光成像。尽管在过去的几十年里进行了深入的研究，但只发现了极少数具有大Stokes位移的小分子DNA荧光染料。目前市面上的大多数DNA探针Stokes位移较小，且一些具有较大Stokes位移的染料存在较高的基因毒性，限制了其广泛应用。

        苯并咪唑类化合物能够与富含腺嘌呤-胸腺嘧啶（A-T）序列的DNA进行强非共价相互作用，在生物技术领域受到关注。该团队开发的新型小分子DNA染料（Benthio Green-1至Benthio Green-5）基于一种创新的噻唑-苯并咪唑骨架，Stokes位移范围为135至143 nm，同时展现出低基因毒性。这些新型染料分子通过高效的、模块化和可克级制备的方法合成，为这些染料的广泛应用奠定了基础。特别是Benthio Green-4，其DNA染色能力比常用的Hoechst 33342提高了50%，检测限低至1 ng（相比之下，Hoechst 33342为8ng），并且在L5178Y TK基因突变实验中显示出非致突变性。研究团队表示，这在生物化学和荧光探针技术领域具有重要的应用前景，特别是在需要高分辨率荧光成像和低基因毒性的场合。

        该研究的成功不仅填补了大Stokes位移和低基因毒性DNA探针的空白，还为DNA特异性荧光染料的发展带来了新的视角。既展示了团队在荧光探针技术领域的创新能力，也为未来的生物医学研究提供了更安全、更高效的工具。研究团队相信，这项研究将受到化学生物学和荧光探针技术领域的广泛关注。

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Fig 1. Design and synthesis of large Stokes shift DNA dyes with reduced genotoxicity.