水溶性近红外荧光探针CQAI：基于大斯托克斯位移的细胞及肿瘤小鼠半胱氨酸成像研究

【编辑推荐】本研究开发了一种水溶性近红外(NIR)荧光探针CQAI，通过香豆素衍生物与丙烯酸酯的巧妙结合，实现了对半胱氨酸(Cys)的高选择性、高灵敏度检测（LOD=0.14 μM）。其255 nm超大斯托克斯位移(Stokes shift)和755 nm近红外发射特性，有效克服生物组织自发荧光干扰，成功应用于活细胞氧化应激评估和荷瘤小鼠深层组织成像，为癌症早期诊断提供了新型分子工具。

　　

本研究亮点

• 开发出兼具水溶性和255 nm超大斯托克斯位移的近红外(NIR)荧光探针CQAI

• 通过双淬灭机制（抑制ICT/激活PET）实现超高成像对比度

• 对Cys的检测限低至0.14 μM，且不受同型半胱氨酸(Hcy)/谷胱甘肽(GSH)/硫化氢(H₂S)干扰

• 成功应用于活细胞内源/外源Cys检测及荷瘤小鼠深层组织成像

探针CQAI的设计与合成

我们选择香豆素骨架作为荧光团核心——其7位和3位可修饰性极佳，而刚性平面结构的久洛里定(julolidine)能显著增强分子内电荷转移(ICT)效应。通过将N-甲基喹啉盐引入荧光团，探针水溶性提升3倍以上。丙烯酸酯单元不仅作为Cys特异性响应基团（通过迈克尔加成/分子内环化级联反应），还通过阻断ICT和激活光诱导电子转移(PET)实现荧光淬灭。

结论

CQAI探针凭借其水溶性、超大斯托克斯位移和NIR发射特性，在复杂生物体系中展现出卓越的Cys检测性能。其独特的双淬灭机制为肿瘤微环境研究提供了高信噪比成像工具，未来有望应用于癌症诊疗一体化研究。