综述：定制化近红外二区发光探针用于活体生理信息时空原位捕获

这篇综述系统阐述了近红外二区（NIR-II，900-1700 nm）发光探针在活体生理信息原位检测中的突破性进展。作者深入探讨了基于有机染料（如花菁、AIE）、单壁碳纳米管（SWCNTs）、稀土掺杂纳米颗粒（LDNPs）等材料的探针设计策略，及其在活性氧（ROS）、pH、激素等生物标志物检测中的应用优势——包括深层组织穿透、高信背比（SBR）和卓越的空间分辨率。文章特别强调了NIR-II荧光探针、自发光探针（生物/化学发光）及双模态探针的分子工程原理，为生物医学和农业监测提供了创新工具。

　　

NIR-II荧光探针的传感应用

光致发光机制驱动的NIR-II荧光探针通过激光激发产生信号，其结构可被ROS、酶或金属离子等靶标特异性破坏，实现信号转换。例如，基于花菁染料的探针通过π共轭延伸将发射波长红移至NIR-II区，而AIE探针通过限制分子内运动增强发光。SWCNTs的缺陷工程使其能响应H₂O₂等分子，发射波长超过1300 nm。

NIR-II自发光探针的创新设计

无需实时激发的自发光探针（如生物发光BL、化学发光CL）显著降低组织自发荧光干扰。CL探针通过过氧草酸酯等反应产生NIR-II光子，而稀土纳米颗粒的持久发光（afterglow）可实现分钟级延迟成像，适用于深部肿瘤微环境监测。

双模态探针的协同优势

荧光-光声（PA）双模态探针整合了NIR-II的高分辨率和PA的深层穿透力。例如，金纳米簇（Au NCs）与SWCNTs复合探针可同步检测肿瘤血管生成和缺氧状态。

NIR-II传感设备进展

宽场成像系统配备InGaAs探测器实现全视野动态监测，共聚焦显微镜则能解析亚细胞级信号。光谱检测装置通过光栅分光精准捕获波长偏移，为多靶标分析提供支持。

未来挑战与展望

尽管NIR-II探针在灵敏度上突破pg/mL级检测限，但生物相容性、代谢途径标准化仍是瓶颈。跨物种应用需进一步优化探针设计，例如开发植物特异性激素响应探针。多模态探针的临床转化将推动精准医疗和智能农业发展。