近期，我院倪建聪副教授课题组开发了一种利用内源性辅因子NADH作为电化学发光（ECL）反应的高效辅反应物，通过ECL成像技术来研究酵母代谢的方法。相关成果以“Electrochemiluminescence Detecting and Imaging of Yeast Metabolism Indicated by Endogenetic Co-reactant”为题发表在国际化学权威杂志Analytical Chemistry上。

电化学发光（ECL）是一种辐射性发光现象，它源于电激发的发光体与辅助反应物之间的碰撞湮灭。结合显微镜技术，ECL成像具有易于可视化、高时空分辨和低背景的独特优势，使其在单细胞成像、细胞运动观察和细胞对环境刺激的反应评估等方面具有非凡的应用价值。然而，目前大多数ECL成像系统依赖于ECL试剂的使用，其中发光体Ru(bpy)₃²⁺可重复使用，但TPrA共反应剂消耗量大且生物相容性低。因此，利用内源性共反应物进行直接ECL成像引起了广泛的关注。

鉴于此，我院倪建聪课题组提出了一种利用内源性NADH作为共反应剂的ECL成像方法，用于研究酵母代谢。在酵母代谢过程中，葡萄糖通过复杂的NAD⁺/NADH相互转化的途径进行酶降解，NADH具有脂肪族叔胺基，使其成为Ru(bpy)₃²⁺的共反应试剂，可产生强烈的ECL信号，ECL图像的亮度随着酵母菌活性的增加而增加，据此通过追踪关键的代谢分子来实时观察酵母菌的代谢过程。

基于NAD⁺/NADH相互转化的ECL成像系统及酵母代谢监测原理图

本研究开发的ECL成像方法不仅避免了额外共反应剂的使用，而且提供了一种敏感直观的方法来监测酵母代谢，在揭示各种复杂生物代谢过程中具有巨大的潜力，特别是在研究与糖酵解相关的疾病模型中，如线粒体损伤和代谢紊乱等。鉴于NAD⁺/NADH转化在各种生物体中的广泛存在，基于内源性共反应剂的ECL成像策略在揭示复杂生物过程方面具有广阔的应用前景。

我院倪建聪副教授为该论文第一作者，我院杨伟强副教授和福州大学林振宇教授为共同通讯作者，闽南师范大学为通讯单位。该研究得到了国家自然科学基金(22376089,22004054)、福建省自然科学基金(2021J01991)、福建省科技创新联合基金(2020Y9132)、福建省市场监督管理局科技项目(FJMS2021037)，闽南师范大学校长基金(KJ18014, L21946)的共同资助。（文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.4c05663）

（文/图：黄声秀）