肝癌是最常见的癌症之一，具有极高的致死率。造成这种现象的主要原因之一是其复杂的发病机制阻碍了对这种疾病的诊断和治疗。大量研究已证实铁过载引起的肝细胞氧化应激损伤，在肝癌的致病机理中起着关键作用。并且，肝癌细胞中高铁现象可能与细胞增殖相关。同时，细胞内氯离子通道蛋白1（CLIC1）受氧化应激调节，在肝癌细胞中明显升高。并且Cl-被认为与细胞增殖有关，其下游产物HClO在过度生成时可诱发细胞癌。然而，铁超负荷是否能介导细胞内Cl-和HClO的波动仍不得而知。因此，急需发展有效的成像工具，同时原位、实时成像追踪活体中的氯离子和次氯酸。
为解决上述问题，我们设计合成了一种双色响应的双光子荧光探针MQFL-NH2，用于精确地报告铁过载引起的Cl-/HClO的动态变化。我们选择6-甲氧基喹啉（MQ）为氯离子的反应位点及荧光报告基团。同时，酰肼作为HClO的响应基团。通过酰胺键将这两部分共价连接后得到单一双功能分子MQFL-NH2。利用Cl-处理MQFL-NH2得到MQ-Cl-FL-NH2，由于MQ与Cl-之间的动态猝灭作用，导致435 nm处的荧光显著降低。当与HClO发生亲和反应后，荧光素部分被快速释放，生成MQFL，并在435 nm和545 nm处同时发出明亮的荧光。同时存在Cl-和HClO时，生成产物MQ-Cl-FL，此时，我们观察到蓝色通道信号明显降低，而绿色通道产生耀眼的荧光。因此，单一分子MQFL-NH2可以高选择性、高灵敏度地响应Cl-/HClO，从而能够同时准确监测细胞内同一位置Cl-和HClO的浮动。使用双光子共聚焦显微镜，基于MQFL-NH2的蓝/绿色双荧光信号，我们观察到铁过载引起肝细胞中的Cl-和HClO同时上升，另一方面，肝癌细胞清除铁后两者同时降低。进一步揭示铁过载可通过上调CLIC1和髓过氧化物酶（MPO）活性来提高Cl-/HClO的浓度，继而影响肿瘤的生长。总之，该工作的结果为铁介导肝癌发生发展提供了一种可能的分子机制。
