NIRII-HDs：用于开发激活型NIR-II荧光成像探针的新型荧光染料

与传统可见光（400–700 nm）和近红外一区（NIR-I，700–900 nm）荧光成像相比，近红外二区（NIR-II，900–1700 nm）荧光成像因在活体组织中具有更少的组织吸收和散射等优势，因而表现出更高的组织穿透深度和更好的成像分辨率，在生物医学影像中具有广阔的应用前景。然而，目前NIR-II荧光探针大多都是“always on”型荧光探针，其荧光信号（包括强度和波长）在探针无论是否到达靶点都保持“on”的状态不变，这大大降低了对分析物检测的灵敏度以及特异性。而激活型荧光探针仅在靶标分析物存在下才会产生荧光信号，因而具有更高的成像信背比和检测灵敏度。然而，与大量可激活的NIR-I荧光探针相比，由于缺乏具有光学调控基团的NIR-II荧光团，分析物激活型 NIR-II荧光探针相对较少。

最近，来自湖南大学的研究人员对前期发展的HDs染料进行结构改造与性能调控，发展了具有羟基调控基团的NIR II荧光染料NIR-II HDs。研究人员将具有更大共轭体系的十氢喹喔啉并吡喃鎓盐取代吲哚盐基团，延长其波长；并在氧杂蒽的9位引入大位阻基团，改善其稳定性；同时，在羟基的邻位引入具有诱导效应的氯原子，降低羟基的pKa。这些染料不仅具有发射波长长（扩展到了NIR II区域）、稳定性好、pKa合适和抗溶剂化吸收猝灭等优点，而且保留了氧杂蒽类染料荧光可控的特点。在此基础上，研究人员进一步构建了活性氧、谷胱甘肽和碱性磷酸酯酶等激活型NIR II荧光探针，并利用这些探针成功实现了活体水平前哨淋巴结转移瘤以及肝损伤等的高信背比成像分析。

图1. a）已报导的激活型探针平台。b）新型激活型探针平台NIRII-HD染料的合理设计。

图2. 基于NIRII-HDs探针的响应原理及在溶液中的检测性能。

图3. 探针NIRII-HD5-GSH可用于淋巴结炎和前哨淋巴结转移瘤的成像。

图4. 探针NIRII-HD5-GSH和NIRII-HD5-ONOO-可用于药物性急性肝损伤成像。

相关成果近期发表在Angewandte Chemie International Edition 上。湖南大学的博士研究生秦作佳和青年教授任天兵为论文的第一作者，通讯作者为湖南大学袁林教授，本论文的完成也得到了张晓兵教授的大力支持。

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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*

Angew. Chem. Int. Ed., 2022, DOI: 10.1002/anie.202201541