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【Anal.Chem.】近红外吸收，近红外发射，靶向溶酶体的探针辅助肺损伤和肝脏损伤的诊断 ​

总结 ​

研究人员开发了一种靶向溶酶体的红外二区荧光探针SNL，用于检测糖尿病引起的肺和肝脏损伤。

摘要 ​

本研究报道了一种基于BODIPY荧光物质的红外二级荧光探针SNL，该探针能够通过引入甲基哌嗪并延长共轭系统来靶向溶酶体，并在红外区域展示吸收和荧光。SNL对溶酶体极性的变化高度敏感，并且能够在细胞和活体实验中对溶酶体进行高分辨率的成像。研究人员通过在A549和HepG2细胞中建立高糖刺激模型，发现SNL能够揭示糖尿病并发症诊断中溶酶体极性变化的早期标志。此外，通过建立多巴胺（STZ）诱导的糖尿病老鼠模型，SNL显示出在肺和肝脏受损的糖尿病老鼠中更强的荧光信号，证明了该探针在糖尿病并发症诊断中的潜在应用价值。

观点 ​

  • SNL探针的设计和合成基于BODIPY，通过Knoevenagel反应引入两个苯基甲基哌嗪，使得其吸收和荧光波长进入红外区域，有助于减少生物背景的干扰。 图1. SNL的光谱特性

  • SNL探针能够特异性地定位到溶酶体，这得益于甲基皮埃林能够接受质子，使得SNL在酸性微环境中高效地靶向溶酶体。 图2. SNL的溶酶体靶向特性

  • SNL探针对极性的响应在解决中的应用中显示出其在细胞和活体水平上的潜力，特别是在糖尿病并发症的早期诊断中。 图3. SNL的极性响应特性

  • 通过在A549和HepG2细胞中建立高糖刺激模型，研究人员证明了SNL探针在检测糖尿病引起的细胞代谢紊乱和溶酶体极性下降方面的效用。 图4. 用 SNL 对高血糖刺激下的 A549 细胞进行荧光成像

  • 在STZ诱导的糖尿病老鼠模型中，SNL探针证明了其在肺和肝脏损伤中的应用潜力，能够在糖尿病老鼠的肺和肝脏组织中显示出更强的荧光信号。

图5. SNL的活体成像

  • 研究表明，SNL探针不仅是一个优秀的溶酶体极性探针，而且是研究糖尿病并发症，特别是糖尿病引起的肺和肝脏损伤的强大工具。 图6. SNL的活体成像

参考文献 ​

Zhang, J.; Gong, S.; Li, Q.; Zhang, S.; Feng, G. Lysosome-Targeted Polarity-Sensitive NIR Fluorescence Probe for Imaging Injured Lung and Liver in Diabetes. Anal. Chem. 2024, acs.analchem.4c03214. https://doi.org/10.1021/acs.analchem.4c03214.