與傳統可見光(400–700 nm)和近紅外一區(NIR-I,700–900 nm)熒光成像相比,近紅外二區(NIR-II,900–1700 nm)熒光成像具有更少的組織吸收和散射以及更低組織自發熒光等優勢,因而具有更深的組織穿透深度和更高的成像分辨率,在生物醫學影像中具有廣闊的應用前景。然而,目前NIR-II熒光探針大多都是“常亮”型熒光探針,其熒光信號的強度與波長無論是否到達靶點都保持“on”狀態不變,這大大降低了對分析物檢測的靈敏度以及特異性。而激活型熒光探針僅在靶標分析物存在下才會產生熒光信號,因而具有更高的成像信背比和靈敏度。然而,與大量可激活的NIR-I熒光探針相比,由于缺乏具有光學調控基團的NIR-II熒光團,分析物激活型 NIR-II熒光探針相對較少。
圖1. 通過引入具有強給電子基團的大共軛結構發展具有羥基調控基團的NIR II熒光染料NIR-II HDs及基于其的NIR II激活型探針設計示意圖 最近,來自湖南大學的研究人員對前期發展的HD染料進行結構改造與性能調控,發展了具有羥基調控基團的NIR II熒光染料NIR-II HDs(圖1a)。研究人員將具有更大共軛體系的十氫喹喔啉并吡喃鎓鹽取代吲哚鹽基團,延長其波長;并在氧雜蒽的9位引入大位阻基團,改善其穩定性;同時,在羥基的鄰位引入具有誘導效應的氯原子,降低羥基的pKa。這些染料不僅具有發射波長長(擴展到了NIR II區域)、穩定性好、pKa合適和抗溶劑化吸收猝滅等優點,而且保留了氧雜蒽類染料熒光可控的特點。在此基礎上,研究人員進一步構建了活性氧、谷胱甘肽和堿性磷酸酯酶等激活型NIR II熒光探針(圖5b),并利用這些探針成功實現了活體水平前哨淋巴結轉移瘤以及肝損傷等的高信背比成像分析。 論文信息 NIRII-HDs: A Versatile Platform for Developing Activatable NIR-II Fluorogenic Probes for Reliable In Vivo Analyte Sensing Zuojia Qin‖, Tian-Bing Ren‖, Huijie Zhou, Xingxing Zhang, Long He, Zhe Li, Xiao-Bing Zhang, Lin Yuan* Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202201541







