Kohlenmonoxid (CO) ist ein toxisches Gas, das bei industriellen Aktivitäten entsteht und kürzlich als Schlüssel-Signalmolekül identifiziert wurde, das an pathophysiologischen Prozessen wie bakteriellen Infektionen und der Reaktion von Pflanzen auf abiotischen Stress beteiligt ist. Um eine dynamische Überwachung von CO in komplexen biologischen Systemen zu ermöglichen, wurde in dieser Studie ein neuartiger, auf dem Rhodamin-Grundgerüst basierender fluoreszenter Rotlicht-Emitter (Rh-CO) entwickelt, der durch die Kopplung einer Allyloxycarbonat-Erkennungseinheit an das Rhodamin-Fluorophor gebildet wird. In Gegenwart von PdCl₂ und CO durchläuft die Sonde eine Tsuji-Trost-vermittelte Spaltung des Allyloxycarbonats, wobei das Fluoreszenzsignal bei 635 nm deutlich verstärkt wird und innerhalb von 26 Minuten ein Reaktionsgleichgewicht erreicht. Rh-CO weist hervorragende Eigenschaften auf, wie Rotlicht-Emission, hohe Selektivität für CO, eine Nachweisgrenze von nur 1,94 μmol/L und geringe Zelltoxizität, was es für in vivo Bildgebungsstudien geeignet macht. Experimentelle Daten bestätigten zudem das Potenzial dieser Sonde zur Visualisierung der endogenen CO-Bildung in einem von LPS induzierten Maus-Pneumoniemodell, zur Untersuchung der antiinflammatorischen Wirkung von CO sowie zur Überwachung von CO-Schwankungen in Pflanzen unter Cd²⁺-Stress. Diese Studie stellt ein multifunktionales molekulares Werkzeug zur Erforschung der biologischen Funktionen von CO in tierischen und pflanzlichen Systemen bereit.

Rotlicht-emittierende Fluoreszenzsonde;Kohlenmonoxid;Fluoreszenzbildgebung;Bakterielle Pneumonie;Abiotic-Stress bei Pflanzen