化学发光成像新进展：尺寸可变的激活型聚合化学发光和荧光纳米探针

       化学发光（Chemiluminescence）成像通过化学反应发光，无需外部激发光，可以大大减弱由外部光激发引起的自发荧光和散射。化学发光成像基于响应性的光学成像与传感已成为疾病诊断和生物分析不可或缺的技术。此外，化学发光成像在组织深处亦可表现出优异的灵敏度、微米分辨率和高信噪比。目前发展的化学发光分子探针通常在400 ~ 650 nm波段发射光子。该波段光子易被组织吸收、散射，成像的分辨率以及组织穿透深度都受到制约。因此开发发射强度高的长波段发射（650-1700 nm）小分子探针具有重要意义。

       近日，中山大学黄佳国教授团队开发了一种尺寸可变的激活型聚合化学发光和荧光纳米探针，该类型探针能够在超氧阴离子存在下激活化学发光和荧光信号并进行肾脏清除，可用于非侵入性的体内成像和体外尿液诊断。

       该研究工作中的纳米探针ADNs主要由四个关键部分组成：

       （1）超氧阴离子响应的级联自消除基团；

       （2）化学发光信号基团；

       （3）荧光信号基团；

       （4）肾清除基团。

       其中发光团与自消除基团连接形成了聚合物骨架，同时通过自消除基团与超氧阴离子响应基团进行连接。在未激活状态下，纳米探针无化学发光、无荧光信号且非肾清除。而在激活状态下，超氧离子诱导级联自消除反应，导致探针的主链解聚，释放出可肾脏清除的荧光团片段，可用于在体荧光成像和体外尿液检测。ADNs还可与近红外染料NCBS进行自组装，触发粒子内化学发光共振能量转移，进而发出波长更长的近红外化学发光。ADNs分别在急性腹膜炎和急性肝损伤的啮齿动物模型中进行了应用研究。

       总之，该工作开发了一种可激活聚合化学发光和荧光纳米探针，可实现在疾病部位特异性激活纳米颗粒转换成小分子，灵敏地触发化学发光和荧光信号进而反映疾病生物标志物的水平，并通过安全的肾脏清除途径快速排泄，用于非侵入性的尿液分析。该工作建立了一种通用的检测平台，填补了超灵敏尿液检测的空白，在疾病的早期诊断方面具有重要意义。这一成果近期发表在Angew. Chem. Int. Ed.上，文章的第一作者是中山大学博士研究生阮班康。

       文献参考：

       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