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缺氧與腫瘤的各種生理活動密切相關(guān)，缺氧伴隨著許多相關(guān)酶表達量上升，硝基還原酶（NTR）與缺氧的程度直接相關(guān)，定量檢測硝基還原酶對于癌癥的診斷具有重要的指導作用。在硝基還原酶還原底物過程中，輔酶NADH和硝基底物均參與反應(yīng)，表現(xiàn)出雙底物催化過程。現(xiàn)有的硝基還原酶小分子熒光探針具有較高的靈敏度，為腫瘤的檢測提供依據(jù)，由于硝基還原酶酶促反應(yīng)過程與NADH濃度相關(guān)，發(fā)展輔因子-底物的主-客體超分子探針，開發(fā)硝基還原酶快速檢測的新方法成為研究熱點。??

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近日，精細化工國家重點實驗室段春迎教授團隊提出了一種基于輔因子-底物的主-客體超分子探針策略，用于硝基還原酶的快速定量檢測。主體部分為輔酶NADH模擬物M₃L₃型金屬-有機大環(huán)Zn-MPB，包合客體底物形成1：1的主-客體超分子探針，其還原過程不依賴NADH濃度，反應(yīng)過程中電子傳遞速率提高。將硝基還原酶的雙底物催化還原過程優(yōu)化為單底物催化還原過程，縮短了反應(yīng)時間。輔因子-底物超分子熒光探針的熒光強度只與硝基還原酶濃度線性相關(guān)，不隨時間變化，實現(xiàn)了對硝基還原酶的快速定量檢測。細胞測試表明超分子探針對細胞的成像效果明顯，在1 min之內(nèi)即可實現(xiàn)對缺氧細胞的快速熒光成像。超分子探針對活體荷瘤小鼠瘤體熒光成像在10 min內(nèi)可達到平衡，輔因子-底物超分子熒光探針具有快速響應(yīng)硝基還原酶的能力。

這項研究提出了一種輔因子-底物超分子熒光探針策略，極大的促進了探針對酶響應(yīng)的效率，為仿生催化、腫瘤的早期診斷及前藥的激活提供了新思路。相關(guān)研究成果近期發(fā)表在Angew. Chem. Int. Ed.?2020, 59,?6021-6027，該文章第一作者為焦揚副教授，通訊作者為段春迎教授。以上工作得到了國家自然科學基金國際(地區(qū))合作交流項目、國家自然科學基金面上項目和大連理工大學的大力資助。