化學(xué)發(fā)光（Chemiluminescence）成像通過化學(xué)反應(yīng)發(fā)光，無需外部激發(fā)光，可以大大減弱由外部光激發(fā)引起的自發(fā)熒光和散射。化學(xué)發(fā)光成像基于響應(yīng)性的光學(xué)成像與傳感已成為疾病診斷和生物分析不可或缺的技術(shù)。此外，化學(xué)發(fā)光成像在組織深處亦可表現(xiàn)出優(yōu)異的靈敏度、微米分辨率和高信噪比。目前發(fā)展的化學(xué)發(fā)光分子探針通常在400 ~ 650 nm波段發(fā)射光子。該波段光子易被組織吸收、散射，成像的分辨率以及組織穿透深度都受到制約。因此開發(fā)發(fā)射強(qiáng)度高的長(zhǎng)波段發(fā)射（650-1700 nm）小分子探針具有重要意義。

       近日，中山大學(xué)黃佳國教授團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種尺寸可變的激活型聚合化學(xué)發(fā)光和熒光納米探針，該類型探針能夠在超氧陰離子存在下激活化學(xué)發(fā)光和熒光信號(hào)并進(jìn)行腎臟清除，可用于非侵入性的體內(nèi)成像和體外尿液診斷。

       該研究工作中的納米探針ADNs主要由四個(gè)關(guān)鍵部分組成：

       （1）超氧陰離子響應(yīng)的級(jí)聯(lián)自消除基團(tuán)；

       （2）化學(xué)發(fā)光信號(hào)基團(tuán)；

       （3）熒光信號(hào)基團(tuán)；

       （4）腎清除基團(tuán)。

       其中發(fā)光團(tuán)與自消除基團(tuán)連接形成了聚合物骨架，同時(shí)通過自消除基團(tuán)與超氧陰離子響應(yīng)基團(tuán)進(jìn)行連接。在未激活狀態(tài)下，納米探針無化學(xué)發(fā)光、無熒光信號(hào)且非腎清除。而在激活狀態(tài)下，超氧離子誘導(dǎo)級(jí)聯(lián)自消除反應(yīng)，導(dǎo)致探針的主鏈解聚，釋放出可腎臟清除的熒光團(tuán)片段，可用于在體熒光成像和體外尿液檢測(cè)。ADNs還可與近紅外染料NCBS進(jìn)行自組裝，觸發(fā)粒子內(nèi)化學(xué)發(fā)光共振能量轉(zhuǎn)移，進(jìn)而發(fā)出波長(zhǎng)更長(zhǎng)的近紅外化學(xué)發(fā)光。ADNs分別在急性腹膜炎和急性肝損傷的嚙齒動(dòng)物模型中進(jìn)行了應(yīng)用研究。

       總之，該工作開發(fā)了一種可激活聚合化學(xué)發(fā)光和熒光納米探針，可實(shí)現(xiàn)在疾病部位特異性激活納米顆粒轉(zhuǎn)換成小分子，靈敏地觸發(fā)化學(xué)發(fā)光和熒光信號(hào)進(jìn)而反映疾病生物標(biāo)志物的水平，并通過安全的腎臟清除途徑快速排泄，用于非侵入性的尿液分析。該工作建立了一種通用的檢測(cè)平臺(tái)，填補(bǔ)了超靈敏尿液檢測(cè)的空白，在疾病的早期診斷方面具有重要意義。這一成果近期發(fā)表在Angew. Chem. Int. Ed.上，文章的第一作者是中山大學(xué)博士研究生阮班康。

       文獻(xiàn)參考：

       Size-Transformable Superoxide-Triggered Nanoreporters for Crosstalk-Free Dual Fluorescence/Chemiluminescence Imaging and Urinalysis in Living Mice

       Bankang Ruan, Mengya Yu, Ya Zhou, Weiping Xu, Yi Liu, Biaoxiang Liu, Lijuan Zhu, Shujuan Yi, Yuyan Jiang, Jiaguo Huang*

       Angew. Chem. Int. Ed., 2023, DOI: 10.1002/anie.202305812