張凡教授團(tuán)隊開發(fā)高穩(wěn)定性近紅外二區(qū)熒光染料實(shí)現(xiàn)藥物肝損傷原位檢測
近日，復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系張凡課題組開發(fā)出一系列高穩(wěn)定性且發(fā)射波長大于1000nm的近紅外二區(qū)小分子熒光染料，實(shí)現(xiàn)了活體小動物淋巴循環(huán)的高分辨率長時間成像。同時利用染料之間的能量共振轉(zhuǎn)移（FRET）作用實(shí)現(xiàn)了藥物誘導(dǎo)肝損傷的原位檢測，有望為生命科學(xué)及醫(yī)學(xué)研究提供新的解決方案。相關(guān)研究論文表于《Angewandte Chemie International Edition》(2019), 58, 8166-8171，論文第一作者為雷祖海博士。
小分子熒光染料是熒光成像與傳感技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)研究中得以發(fā)揮重要作用的有力工具。相比于傳統(tǒng)技術(shù)采用的短波段（400~900 nm）熒光，近紅外二區(qū)（1000~1700 nm）熒光可顯著降低生物組織的散射以及自發(fā)熒光干擾，因而極大地提高了成像分辨率和成像深度。然而限制該技術(shù)得以進(jìn)一步發(fā)展的一個重要瓶頸是缺乏合適的生物兼容性小分子熒光熒光染料?，F(xiàn)有的近紅外二區(qū)熒光染料普遍穩(wěn)定性較差尤其在水溶液中的穩(wěn)定性，同時也缺乏合適的熒光調(diào)節(jié)方式，在生物傳感分析中應(yīng)用受限。
針對上述問題，張凡教授研究團(tuán)隊從穩(wěn)定性和波長可調(diào)性兩個角度出發(fā)，巧妙的結(jié)合了呫噸染料的結(jié)構(gòu)剛性與菁染料的波長可調(diào)性，基于此開發(fā)了系列波長可調(diào)的高穩(wěn)定性近紅外二區(qū)熒光染料（CX）。與傳統(tǒng)染料相比，該類染料在水溶液中具有更優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性，其活體淋巴成像效果遠(yuǎn)勝于金標(biāo)準(zhǔn)染料吲哚菁綠。與此同時，研究團(tuán)隊通過對染料光物理性質(zhì)的深入研究，成功構(gòu)筑了一個基于FRET的近紅外二區(qū)OONO-傳感探針，并將其應(yīng)用于原位藥物誘導(dǎo)肝損傷檢測。相對于傳統(tǒng)的OFF-ON（無-有）型熒光探針的定性檢測，基于FRET的比率型熒光探針給出的是自校正的比率信號，可以實(shí)現(xiàn)定量的檢測。同時結(jié)合體外模擬組織校正曲線，為活體內(nèi)熒光定量分析提供了新的解決方案。
圖1 CX染料的結(jié)構(gòu)及其紫外-可見-近紅外吸收與熒光發(fā)射光譜，基于FRET的近紅外二區(qū)OONO-熒光探針
該工作得到了復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系、聚合物分子工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、上海市分子催化與功能材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金杰出青年基金、上海市科學(xué)技術(shù)委員會重點(diǎn)基礎(chǔ)研究項(xiàng)目、博士后基金、博士后創(chuàng)新計劃的大力支持。
全文鏈接：https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.201904182。
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