（博士）Masayasu Taki博士正致力于通过开发基于新型荧光染料和近红外（NIR）荧光的探针来阐明此前无法进行可视化的生物现象。在此次采访中，我们就以下问题询问了Taki博士：为何侧重于探针开发，FV3000 Red系统如何帮助解决探针开发过程中遇到的问题，近红外成像前景如何。
关于Masayasu Taki副教授
（博士）Taki博士拥有大阪大学工程学博士学位，目前是名古屋大学多变生物分子研究所（ITbM）副教授。
Taki博士的研究兴趣侧重于化学生物学领域，特别是开发合成化学工具，利用荧光显微镜对特定的生物分子以及生物现象进行可视化。他发表了多篇关于通过近红外荧光标记以及细胞内离子检测进行长时间延时成像的论文。
问：您目前的研究重点是什么？
Taki博士：我和团队的主要研究内容是开发用于细胞器成像的荧光染料，并根据这些染料开发荧光探针。
我认为，荧光染料和荧光探针的含义存在微弱差别。荧光染料基本上是持续发光的物质，而荧光探针在发生反应时会改变其荧光。我们已开发出荧光染料，并通过该染料开发出了能够感知细胞内变化情况的探针。
| 我们目前对构成细胞器的脂类特别感兴趣。最近，我们对一种能使脂肪酸代谢可视化的探针的开发及其成像应用进行了报告。虽然荧光蛋白可以标记膜蛋白，但它们却不能对脂类膜自身进行标记。我正在研究有机荧光染料，因为我相信在这里可以运用其优势。此外，我们还从事近红外荧光染料和探针的开发。使用荧光蛋白进行近红外成像是十分困难的，因此荧光分子可以有所帮助。 |   |
问：您为何选择侧重荧光染料和探针的开发？
Taki博士：荧光蛋白是强效的荧光成像工具。然而，正如我所提到的，利用荧光蛋白不能直接观察到脂类和聚糖的动态变化过程。另一个问题是，荧光蛋白容易褪色，所以很难进行长时间持续观察。
我最早是在美国西北大学学习时接触到成像，当时实验室成员在Thomas VO'Halloran教授的实验室里合成锌荧光探针。细胞内发光的分子是如此美丽，让我在观察中如痴如醉，以至于我在教授暑假休假期间擅自改变了自己的研究主题。
从那时起，我就一直从事荧光染料和探针的开发。有一段时间，我致力于生物金属成像研究，但当我调到名古屋大学后，就开始思考“有什么只能用分子来做的工作”，这让我开始了目前脂类动态变化过程观察和近红外成像的工作。
问：FV3000 Red系统为您进行实验提供了哪些帮助？
Taki博士：在我们开发的近红外荧光色素中，其中一种是PREX710，其荧光峰值为740nm。普通共焦显微镜中使用的GaAsP PMT探测器的灵敏度在波长大于750nm时急剧下降，因此，对于普通荧光观察而言足够明亮的检测器，对于近红外荧光色素是无效的。然而，使用FV3000 RedGaAs PMT探测器可以观察此前难以被观察到的近红外荧光染料，这真是令人惊喜。我正在重新回顾自己的实验，因为我现在可以使用FV3000 Red系统观察一些此前已经放弃的内容。
使用FV3000 Red近红外解决方案的一个优势是能够增加近红外区域的观察通道数量。我们正在开发的近红外荧光染料可以与硅罗丹明（SiR）一起使用。这些都是化学化合物，具备优质的耐光性且光照后对细胞的损伤较小，这使得长时间观察细胞器的接触成为可能。FV3000 Red系统的TruFocus Z轴漂移校正不可或缺，尤其是在观察时间持续几个小时的时候。FV3000 Red系统的激光器、探测灵敏度和Z轴漂移校正的组合非常有用。
微管和内质网多色成像
问：您对近红外成像的未来有什么看法？
Taki博士：我认为目前大多数从事近红外成像的研究人员都是为了进行深入的生物观察。当然，表明深层成像的实用性是十分重要的，而就我个人而言，我想开展以细胞成像为主的研究。光毒性、荧光褪色和自发荧光是细胞成像中面临的一些挑战，而近红外荧光染料（如PREX710）可以克服这些挑战。如果我们开发出一种与FV3000 Red系统的785nm激光器相兼容的荧光染料，就有可能实现近红外多色观察。
然而，近红外荧光染料的荧光量子产率不太高，其主要问题是发射亮度低。亮度低意味着激发的激光功率必须更大，而这会增加活性氧族（ROS）的用量并损伤细胞。从而导致使用近红外光的效果减半。
我想确定它们不发光的原因，在克服这个问题的同时，我希望进行分子开发，创建全世界研究人员都想使用的成果。另外，目前还没有与近红外兼容的脂类动态变化过程观察探针，所以我希望开发这种探针，在这方面实现零的突破。如果我们开发出优质的荧光染料和探针，并在细胞水平上积累近红外成像的实例，就会有更多研究人员对其进行使用。我希望从化学方面为生命科学研究的进展做出贡献。
用于共焦显微术的近红外（NIR）解决方案
FV3000 Red系统将FV3000显微镜的波长探测能力扩展到了近红外区域。通过对每个近红外探测成像模块（包括激光器、光学器件、物镜和探测器）进行升级，FV3000 Red系统为更敏感、更准确的多色近红外成像提供了专门的解决方案。
参考文献
- A negative-solvatochromic fluorescent probe for visualizing intracellular distributions of fatty acid metabolites
K.Kajiwara, H.Osaki, S.Greßies, K.Kuwata, J-H.Kim, T.Gensch, Y.Sato, F. Glorius, S.Yamaguchi, M.Taki Nat.Commun、13, 2533 (2022). - Late-stage Functionalisation of Alkyne-modified Phospha-Xanthene Dyes: Lysosomal Imaging Using an OFF-ON-OFF Type of pH Probe
H.Ogasawara, Y.Tanaka, M.Taki, S.Yamaguchi
Chem.Sci、12, 7902-7907 (2021). - A Highly Photostable Near-Infrared Labeling Agent Based on a Phospha-rhodamine for Long-Term and Deep Imaging
M.Grzybowski, M.Taki, K.Senda, Y.Sato, T.Ariyoshi, Y.Okada, R.Kawakami, T.Imamura, S.Yamaguchi Angew.Chem.Int.Ed、57, 10137-10141 (2018). - A Highly Photostable Near-Infrared Labeling Agent Based on a Phospha-rhodamine for Long-Term and Deep Imaging
M.Grzybowski, M.Taki, K.Senda, Y.Sato, T.Ariyoshi, Y.Okada, R.Kawakami, T.Imamura, S.Yamaguchi Angew.Chem.Int.Ed、57, 10137-10141 (2018).
相关内容
近红外共焦激光扫描显微镜的多路传输和深层组织成像（网络研讨会点播）
视频：Rebecca Bonfig博士介绍FV3000 Red近红外（NIR）解决方案
看见Red：使用近红外解决方案拓展共焦显微镜的可能性（网络研讨会点播）
