跨脂质双分子层的电势差异能够在细胞生理学过程中发挥基础性作用。其中，质膜电压是得到最广泛研究的一种。此外，细胞器（如线粒体、溶酶体、细胞核和内质网(ER)等）的双层膜也能够实现离子分隔和产生跨膜电位。与质膜所不同的是，传统的分析方法仍难以对封闭在细胞内的细胞器双层膜进行检测。为了对细胞器膜电位变化进行监测，加州大学伯克利分校Evan W. Miller设计并合成了LUnAR RhoVR探针，并将其用于对活细胞ER膜电位的变化进行光学监测。

本文要点：

（1）实验将四嗪淬灭的RhoVR与环辛烯(TCO)偶联的神经酰胺(Cer-TCO)进行配对以用于电压传感和实现ER靶向。研究发现，只有当ER中LUnAR RhoVR和TCO发生重合时才会出现明亮的荧光，这可以最大限度地减少非特异性、脱靶荧光。此外，LUnAR RhoVR和Cer-TCO的产物是也是对电压敏感的，并且LUnAR RhoVR也可以靶向活细胞中完整的ER。

（2）实验通过使用LUnAR RhoVR探针以将双色、ER定位、快速电压成像与胞质Ca²⁺成像相结合，充分证明了由内部存储所释放的Ca²⁺的电中性。最后，研究者使用LUnAR RhoVR对细胞质膜-ER膜之间的功能耦合进行直接可视化，从而能够首次为研究ER电位对于质膜电位变化的响应提供重要的证据。综上所述，该研究开发的LUnAR RhoVR能够与其他现有的细胞器靶向TCO探针一起被用于探索细胞器生理学。

Pavel E. Z. Klier. et al. Bioorthogonal, Fluorogenic Targeting of Voltage-Sensitive Fluorophores for Visualizing Membrane Potential Dynamics in Cellular Organelles. Journal of the American Chemical Society. 2022

DOI: 10.1021/jacs.2c02664

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c02664