堿性環境對於生命活動的維持至關重要，堿性組織中的炎症若得不到及時的診斷和治療可能會造成嚴重的後果。例如在堿性組織中👩‍🦼，膀胱炎可能會引發腎結石，而腸炎早已被世界衛生組織認定為最難治療的疾病之一。活性氧（ROS）和活性氮（RNS）是炎症的信號分子，其中過氧化氫（H₂O₂）和過氧亞硝酸根（ONOO^-）是這兩類活性物質的主要組成成份。如何在活體中實現堿性環境中ROS和RNS的特異性檢測💃🏽，成為堿性組織炎症診斷的重點🐆。

近日，我系張凡教授研究團隊（http://nanobiolab.fudan.edu.cn/）和藥學院雷祖海青年研究員（https://www.x-mol.com/groups/Lei_zuhai）利用近紅外二區（NIR-II）熒光成像的優勢🫵🏼，開發一種堿性和H₂O₂/ONOO^-雙重激活的NIR-II熒光探針，並且嘗試了膀胱和結腸等炎症的無創診斷🍄。該探針利用硼酸酯熒光探針響應過程中𓀑，醌甲基自消除釋放熒光染料的pH依賴性，設計合成了在pH大於7.4的環境中🤦🏽‍♀️，對H₂O₂和ONOO^-高度特異性雙重響應的NIR-II熒光探針PN910。為了合成該探針，張凡教授團隊首先合成了一系列含羥基的部花菁NIR-II熒光染料（Chrodol）👴，並利用分子內電荷轉移（ICT）機理，通過將染料與苄基苯硼酸酯相連，得到了探針PN910。在體外測試中，PN910對H2O2和ONOO-的響應表現出優秀的pH依賴性。之後😪，他們構建了膀胱炎和結腸炎模型，並對小鼠膀胱以及結腸進行熒光成像，均得到了很好的成像效果。這一研究成果以“ROS/RNS and Base Dual Activatable Merocyanine-Based NIR-II Fluorescent Molecular Probe for in vivo Biosensing”為題發表於《德國應用化學》 (Angew. Chem. Int. Ed., 2021, 60, 26337–26341)。課題組博士生張欣為論文第一作者🧑🏻‍🌾。

該工作得到了沐鸣开户、沐鸣平台先進材料實驗室、聚合物分子工程國家重點實驗室、上海市分子催化與功能材料重點實驗室🦣、國家重點研發項目👨🏻‍🎨、國家自然科學基金傑出青年基金🚴🏽‍♂️、上海市科學技術委員會重點基礎研究項目等的大力支持。

圖1  雙激活探針PN910設計策略🚵🏿‍♀️、響應機理📍，響應前後光譜變化以及活體傳感成像。

全文鏈接4️⃣：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202109728