化學發光成像新進展：尺寸可變的激活型聚合化學發光和熒光納米探針

       化學發光（Chemiluminescence）成像通過化學反應發光，無需外部激發光，可以大大減弱由外部光激發引起的自發熒光和散射?；瘜W發光成像基于響應性的光學成像與傳感已成為疾病診斷和生物分析不可或缺的技術。此外，化學發光成像在組織深處亦可表現出優異的靈敏度、微米分辨率和高信噪比。目前發展的化學發光分子探針通常在400 ~ 650 nm波段發射光子。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。因此開發發射強度高的長波段發射（650-1700 nm）小分子探針具有重要意義。

       近日，中山大學黃佳國教授團隊開發了一種尺寸可變的激活型聚合化學發光和熒光納米探針，該類型探針能夠在超氧陰離子存在下激活化學發光和熒光信號并進行腎臟清除，可用于非侵入性的體內成像和體外尿液診斷。

       該研究工作中的納米探針ADNs主要由四個關鍵部分組成：

       （1）超氧陰離子響應的級聯自消除基團；

       （2）化學發光信號基團；

       （3）熒光信號基團；

       （4）腎清除基團。

       其中發光團與自消除基團連接形成了聚合物骨架，同時通過自消除基團與超氧陰離子響應基團進行連接。在未激活狀態下，納米探針無化學發光、無熒光信號且非腎清除。而在激活狀態下，超氧離子誘導級聯自消除反應，導致探針的主鏈解聚，釋放出可腎臟清除的熒光團片段，可用于在體熒光成像和體外尿液檢測。ADNs還可與近紅外染料NCBS進行自組裝，觸發粒子內化學發光共振能量轉移，進而發出波長更長的近紅外化學發光。ADNs分別在急性腹膜炎和急性肝損傷的嚙齒動物模型中進行了應用研究。

       總之，該工作開發了一種可激活聚合化學發光和熒光納米探針，可實現在疾病部位特異性激活納米顆粒轉換成小分子，靈敏地觸發化學發光和熒光信號進而反映疾病生物標志物的水平，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平臺，填補了超靈敏尿液檢測的空白，在疾病的早期診斷方面具有重要意義。這一成果近期發表在Angew. Chem. Int. Ed.上，文章的第一作者是中山大學博士研究生阮班康。

       文獻參考：

       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