具有时空分辩的光控成像技能在生命科学研讨中发挥了巨大的效果。受激拉曼散射（SRS）显微镜作为一种振荡成像技能，凭仗其丰厚的分子信息、化学键符号和多通道成像等优势，近年取得了繁荣的开展。但是多通道可逆光控SRS成像仍未完成

  近来，清华大学化学系胡昉昊课题组开发了可逆光开关多通道SRS成像技能，经过耦合不对称二芳基乙烯（DAE）与多炔碳彩虹（Carbow），取得了一系列具有优异才能性质的光开关拉曼分子，其在可见光照射下发生明显振荡频率改动和信号增强，被用于活细胞内高时空挑选性多通道成像，为研讨杂乱生命进程和亚细胞相互效果供给新方法。

  图1. 不对称DAE-多炔结构（a）及其优异光开关性质：紫外-可见吸收光谱（b）；光开关转化率（c）；光开关抗疲劳安稳性（d）；SRS频率改动（e）；SRS信号增强（f）。

  经过引进不对称杂环，DAE-多炔分子可以在全可见光照射下发生可逆环化反响，闭环最大吸收波长红移至近红外区域 （图1）。并且不对称DAE-多炔化合物表现出高效的光开关转化率（高达90%）和优异的抗疲劳安稳性，在光照数十个循环后具有安稳的信号。一起不对称DAE-多炔在开环和闭环状况出现不同的拉曼散射频率，频率改动高达24 cm-1，这为可逆光开关SRS检测奠定根底。最终，因为闭环状况的DAE-多炔具有近红外吸收，可发生电子预共振效应，其SRS信号强度比开环状况有明显提高。

  根据不对称DAE-多炔的优异光开关性质，作者经过改动DAE-多炔的封端替代基、三键数目和同位素符号等手法准确调理其拉曼频率，取得一系列具有16个不同开关振荡频率的可逆光控探针，将其命名为“Carbow-switch”（图2）。Carbow-switch在可见光照下均发生明显频率改动和信号增强，展示出其在多通道、高特异性光开关SRS成像上的潜力。

  图3. 活细胞多通道光控SRS成像研讨氧化应激和蛋白质相别离中的亚细胞互作。

  作者进一步探究Carbow-switch的活细胞成像，完成了不同细胞器靶向（包含线粒体、溶酶体和细胞膜）的多通道光控SRS成像。Carbow-switch在活细胞中坚持了优异的生物相容性和光开关功能。最终，作者还完成活细胞中高时空挑选性的光控多通道SRS成像。经过Carbow-switch符号特定细胞器并使用时序SRS成像，作者追寻了活细胞在氧化应激条件下的线粒体集合、相邻细胞间的溶酶体搬迁和细胞内蛋白质相别离进程中溶酶体互作等动态进程（图3）。高时空挑选性的光控多通道SRS成像技能为研讨多组分细胞进程供给了新的手法。

  该研讨开展了多通道可逆光开关SRS成像技能，奇妙地将多炔碳彩虹与不对称二芳基乙烯结构耦合，经过协同调理分子吸收光谱和振荡光谱，取得坐落细胞静默区间的16个光控拉曼频率Carbow-switch，经过细胞器靶向完成了活细胞内高时空挑选的可逆光开关多通道SRS成像，并挑选性追寻细胞器在氧化应激、细胞间运送和蛋白质相别离进程中的相互效果。这一技能的开发为研讨杂乱细胞环境中具有时空分辩的动态进程和亚细胞互作供给了有力的东西。

  该研讨成果近期宣布在Nature Communications上，论文榜首作者为博士研讨生杨月利，博士研讨生白雪杨为该作业做出重要贡献，通讯作者为胡昉昊副教授。