2024年10月25日，国际顶级学术期刊《Angew Chem Int Ed》在线发表了东南大学数字医学工程全国重点实验室/生物科学与医学工程学院梁高林教授团队的最新研究型论文。论文标题为《Rational Design of an Activatable Near-Infrared Fluorogenic Platform for In Vivo Orthotopic Tumor Imaging and Resection》。该文章合理设计了近红外光激活的荧光探针设计平台，并将其用于原位肝癌的光学引导手术切除。（Angew. Chem. Int. Ed. 2024, DOI: 10.1002/anie.202416877）。
分子荧光探针因其时空分辨率高、灵敏度和选择性好、响应快、实时成像和生命系统中的无创监测能力等明显优势，已成为实现内源性物种检测和成像、成像引导诊断和治疗、药物递送和评价的强大化学工具。其中，具有“始终开启”信号的探针往往在正常组织和病灶部位发出荧光，严重阻碍疾病的精确识别。然而，可激活探针变得更适用于体内成像，因为它们可以被病灶部位的靶标分析物激活，产生更高的肿瘤与正常比率。特别是，近红外区域的发射可以进一步减少背景自发荧光，减少对正常组织的损伤，提高组织渗透性和分辨率。
作为不可或缺的核心元素，荧光母体在很大程度上也决定了探针的优异性能。它们的大多数定义明确的结构都具有游离羟基或氨基作为光学可调结构，可以被分子识别单元取代以调节荧光信号。然而，仍有许多出色的荧光团，如卟啉、花菁、硅酞菁和萘酰亚胺衍生物，它们通常缺乏光学可调的位点来淬灭自身的荧光，这使得它们通常用作生物应用的荧光标签、指示剂或治疗诊断学来使用，但不能用作设计分析物激活荧光探针的通用平台。
因此，用于制备用于体内成像和成像引导肿瘤切除的各种可激活近红外光吸收的荧光探针的通用近红外光吸收平台的合理和有效设计仍然较少开发，但意义重大。在此，采用以 4-羟基苄醇为核心结构的扁桃酸连接识别单元、荧光团和淬灭基团，制备可激活探针。据此所制备的探针能够以显著的荧光增加向羧酸酯酶的转化，并成功用于细胞中的羧酸酯酶活性成像。近红外光增强了肿瘤渗透性，并实现了成像引导下的原位肿瘤切除。这个具体案例表明，该平台可以有效地用于构建各种近红外光吸收探针，特别是针对一些不含有光学可调位点的荧光母体，且这些所制备的探针可用于对生物系统中的待测物进行荧光成像分析。
该论文第一作者是东南大学生物科学与医学工程学院的青年首席教授吴晓峰。梨花女子大学的Juyoung Yoon教授等与东南大学首席教授/数字医学工程全国重点实验室副主任梁高林为文章的共同通讯作者。东南大学为论文的第一单位。该研究得到了东南大学校启动资金和国家自然科学基金重点项目的资助。
文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202416877