推荐一篇发表在CHEM的文章，本文的通讯作者是北京大学化学学院的陈鹏教授，他们课题组主要的研究兴趣是利用化学与生物学的技术手段，开发用于生物学研究以及应用的化学工具。

对感兴趣的细胞进行原文标记对多细胞的构架和生物学发生的过程进行深入的剖析是十分重要的。在之前的应用中，基因编码已经广泛的用于此类的研究。但是基因编码的方式不适用于难以转染的情况，特别是样本来自临床相关环境的情况。除此之外，基于抗体的非遗传免疫标记方法被应用在很多样品种类的研究中。例如，通过光催化产生的三联体硝基化合物和四嗪探针在被用于亚细胞分辨率的细胞内蛋白标记中。尽管如此，成像引导的细胞标记方法受到可光移动基团的限制，光催化的方法受到需要产生活性小分子激发的蛋白质临近标记的限制。在作者最近的工作中，他们利用蛋白质反应性的醌甲氧基（QM）探针的光催化脱笼邻近标记功能，实现了活细胞内亚细胞蛋白质组的分析。考虑到脱笼化学的广泛适应性，作者思考可以设计多种笼化结构，实现细胞表面定向催化的多种操作。为了在细胞存活的条件下对细胞进行空间分辨水平上的标记以及其表面蛋白质组的分析，本篇文章的作者构建了一套细胞外靶向的光催化脱笼系统（CAT-Ex）。

作者首先开始设计光催化脱笼系统的构建方法。他们首先想到用叠氮苯（PAB）作为脱笼分子进行构建。作者发现[Ir(ppy)2bpy]型铱化合物可以靶向光催化的线粒体，用于拯救细胞内细胞器中的笼状分子。在此基础上，作者利用可以与抗体偶联的带有叔丁基的可修饰催化剂作为细胞外靶向的催化剂进行试用。通过荧光分析法，作者发现[Ir(ppy)2bpy]配合物是用于后续修饰的最佳催化剂。随后，作者构建了抗体-光催化剂的偶联物Ab[Ir]，将最佳催化剂靶向到所需的细胞表面。作者选择了市售的基于IgG的抗体作为靶向部分与催化剂载体，运用已建立的NHS化学方法对叠氮集团进行功能化。最后，作者使用CuAAC将Ir3与叠氮化的IgG抗体偶联，在凝胶成像中也验证了铱催化剂与抗体的成功结合。

在接下来的体外脱笼实验中，作者使用PAB笼状的香豆素进行测定。实验证明Ab[Ir3]具有持续的光催化活性，反应速率随底物浓度变化呈现线性的变化。随后作者又评估了Ab[Ir3]在细胞表面的靶向能力和催化活性。实验将Her[Ir]3和Ave[Ir3]分别与稳定表达HER2或PD-L1的MDA-MB-231细胞系共孵育，从实验结果中可以看出，靶细胞的表面可以显示出铱催化剂的荧光信号，而在对照细胞中没有，该结果说明了带有抗体偶联的[Ir3]具有靶向特定细胞表面的能力。随后作者进一步验证了该系统可以在空间分辨中实现光脱笼。

为了进一步将CAT-Ex用于进一步的细胞层面的标记，作者设计了对预锚定生物素前体的光脱笼。作者通过PAB组分将生物素标签进行笼化，利用CAT-Ex进行按需脱笼原位的生物素，为靶细胞提供共价的生物素标签。在顺利的验证了该系统可以对细胞表面的生物素进行脱笼后，作者又成功地利用CAT-Ex系统区分了带有HER2表达的细胞系，成功实现了在时空分辨率上对靶细胞的标记。

文章的最后，作者利用CAT-Ex偶联醌甲基脱笼的技术，实现了细胞膜周围的蛋白质组分析，并对一种光催化前药脱笼，选择性杀伤癌细胞的案例进行了实践。

总之，本文建立了CAT-Ex通用平台，能够实现利用光控分子在时空分辨率上操纵靶标细胞的功能。