Fluolab【JACS】6大创新！1010 nm Hemicyanine-6开启无剃毛肺转移瘤SWIR成像新时代
一、研究背景
短波红外（SWIR，900–1700 nm）荧光成像凭借更深组织穿透和更高信噪比，正在生物医学领域崭露头角。但现有探针多为“始终亮”型，难以实现高特异性成像，且常需复杂前处理。迫切需要可被肿瘤微环境激活、体内无创且小分子化的SWIR探针。
二、Hemicyanine家族结构设计
- 中心聚亚甲基桥延长：吸收和发射波长逐级红移；
- 将氧原子（O）替换为硫（S）：进一步推入SWIR窗。
本研究构建了HCO₂–₆与HCS₂–₆系列，其中HCS6最优，发射峰达1010 nm，兼具高光亮度和光稳定性。
三、高效一锅式合成策略
- 以吡咯烷基咔唑醛为前体，采用一次Wittig反应延长中央C=C链；
- 直接引入硫醚桥，省去多步保护/去保护；
- 总体产率大幅提升至77%–89%。
这一简化路线突破了传统多步低产率瓶颈，便于规模化制备。
四、光学性能亮点
- HCO4、6与HCS2、4、6在DCM中吸收峰覆盖775–924 nm，发射峰覆盖806–1010 nm；
- HCS6发射峰1010 nm，量子产率达1.17%，亮度超越市售SWIR染料；
- 近中性pKa（6.9–7.5），确保在生理条件下保持部分去质子化态，实现高效发光。
五、癌激活式SWIMP探针构建
基于HCS6构建的SWIMP探针：
- 仅在遇到肿瘤生物标志物时才“开关”发光，抑制非特异背景；
- 快速响应、亮暗对比高；
- 支持不剃毛的鼠体成像，避免剃毛带来的应激和光学伪影。
六、前沿应用与展望
- 在BALB/C小鼠肺转移模型中，SWIMP实现了清晰的无剃毛肿瘤定位；
- 简化成像流程，提升动物福利与数据可重复性；
- 小分子SWIR染料平台具备优异的生物相容性和化学可修饰性，可扩展至其它深组织成像、肿瘤早筛和术中导航等临床场景。