The redox homeostasis between peroxynitrite and glutathione is closely associated with the physiological and pathological processes, e.g. vascular tissue prolonged relaxation and smooth muscle preparations, attenuation hepatic necrosis, and activation matrix metalloproteinase-2. We report a near-infrared fluorescent probe based on heptamethine cyanine, which integrates with telluroenzyme mimics for monitoring the changes of ONOO–/GSH levels in cells and in vivo. The probe can reversibly respond to ONOO– and GSH and exhibits high selectivity, sensitivity, and mitochondrial target. It is successfully applied to visualize the changes of redox cycles during the outbreak of ONOO– and the antioxidant GSH repair in cells and animal. The probe would provide a significant advance on the redox events involved in the cellular redox regulation.

We have developed a near-IR reversible fluorescent probe containing an organoselenium functional group that can be used for the highly sensitive and selective monitoring of peroxynitrite oxidation and reduction events under physiological conditions. The probe effectively avoids the influence of autofluorescence in biological systems and gave positive results when tested in both aqueous solution and living cells. Real-time images of cellular peroxynitrite were successfully acquired.

A near-neutral pH near-infrared (NIR) fluorescent probe utilizing a fluorophore-spacer- receptor molecular framework that can modulate the fluorescence emission intensity through a fast photoinduced electron-transfer process was developed. Our strategy was to choose tricarbocyanine (Cy), a NIR fluorescent dye with high extinction coefficients, as a fluorophore, and 4′-(aminomethylphenyl)-2,2′:6′,2′′-terpyridine (Tpy) as a receptor. The pH titration indicated that Tpy-Cy can monitor the minor physiological pH fluctuations with a pKa of ∼7.10 near physiological pH, which is valuable for intracellular pH researches. The probe responds linearly and rapidly to minor pH fluctuations within the range of 6.70−7.90 and exhibits strong dependence on pH changes. As expected, the real-time imaging of cellular pH and the detection of pH in situ was achieved successfully in living HepG2 and HL-7702 cells by this probe. It is shown that the probe effectively avoids the influence of autofluorescence and native cellular species in biological systems and meanwhile exhibits high sensitivity, good photostability, and excellent cell membrane permeability.

Here we report a new rhodamine-based fluorescent probe containing a selenium−nitrogen bond for detecting thiols based on the nucleophilic substitution of sulfhydryl. The probe was successfully applied to the imaging of thiols in both HL-7702 cells and HepG2 cells with high sensitivity and selectivity.

We present a colorimetric and ratiometric fluorescent probe Cy–N3 that exhibits a selective response to H2S. The probe employs a near-infrared cyanine as a fluorophore, and is equipped with an operating azide unit. It is readily employed for assessing intracellular H2S levels, and confocal ratiometric imaging is achieved successfully.

We have described a turn-on near-infrared fluorescent probe Cy–NO2 based on nitro group reduction for intracellular H2S detection. The probe employs cyanine dye as a fluorophore, and is equipped with a nitro group as a fluorescent modulator. It is readily employed for assessing intracellular H2S level changes, and confocal imaging is achieved successfully.

We have developed a new reversible fluorescence probe MPhSe–BOD for the redox cycle process between hypochlorous acid and hydrogen sulfide in solution and in living cells. Confocal microscopy imaging using RAW264.7 cell lines shows that the probe has good cell membrane permeability, and can monitor intracellular HClO/H2S redox cycles continuously.

Carboxylesterase (CE), an enzyme widely present in organisms, is involved in various physiological and pathological processes. Changes in the levels of CEs in the liver may predict the presence of type 2 diabetes mellitus (T2DM). Here, a novel dicyanoisophorone (DCI)-based proximity-labeled far-red fluorescent probe DCI2F-Ac with endoplasmic reticulum targeting was proposed for real-time monitoring and imaging of the CEs activity. DCI2F-Ac featured very low cytotoxicity and biotoxicity and was highly selective and sensitive for CEs. Compared with traditional CEs probes, DCI2F-Ac was covalently anchored directly to CEs, thus effectively reducing the loss of

Acute lung injury (ALI) is a serious clinical condition with a high mortality rate. Oxidative stress and inflammatory responses play pivotal roles in the pathogenesis of ALI. ONOO− is a key mediator that exacerbates oxidative damage and microvascular permeability in ALI. Accurate detection of ONOO− would facilitate early diagnosis and intervention in ALI. Near-infrared fluorescence (NIRF) probes offer new solutions due to their sensitivity, depth of tissue penetration, and imaging capabilities. However, the developed ONOO− fluorescent probes face problems such as interference from other reactive oxygen species and easy intracellular diffusion. To address these issues, we introduced an innovative self-immobilizing NIRF probe, DCI2F-OTf, which was capable of monitoring ONOO− in vitro and in vivo. Importantly, leveraging the high reactivity of the methylene quinone (QM) intermediate, DCI2F-OTf was able to covalently label proteins in the presence of ONOO−, enabling in situ imaging. In mice models of ALI, DCI2F-OTf enabled real-time imaging of ONOO− levels and found that ONOO− was tightly correlated with the progression of ALI. Our findings demonstrated that DCI2F-OTf was a promising chemical tool for the detection of ONOO−, which could help to gain insight into the pathogenesis of ALI and monitor treatment efficacy.