荧光爱好者周刊（第十八期）

1 综述及机理

1.1 综述

1.1.1 衰老标志物的检测及治疗

Advances in small-molecule fluorescent probes for cellular senescence diagnosis and therapy: A review

细胞衰老不仅是受多种因素驱动的自然衰老过程的关键组成部分，还与阿尔茨海默病、心血管疾病和癌症等与年龄相关的疾病的发生密切相关。研究小分子荧光探针在衰老相关疾病无创监测和治疗中的应用具有巨大潜力。使用这些探针准确检测衰老生物标志物为早期诊断提供了有希望的机会。通过治疗能力周到地设计这些探针可以为疾病干预提供新的策略，可能减缓衰老过程并应对衰老人群带来的挑战。在这篇综述中，我们重点介绍了在利用小分子荧光探针检测衰老生物标志物和探索治疗策略方面最近的进展。

Wang, X.; Huang, Z.; Sui, C.; Xu, M.; Sun, X. Advances in Small-Molecule Fluorescent Probes for Cellular Senescence Diagnosis and Therapy: A Review. Dyes and Pigments 2025, 235, 112599. https://doi.org/10.1016/j.dyepig.2024.112599.

1.1.2 转移淋巴结的定位及成像

Lighthouses illuminating tumor metastasis: The application of fluorescent probes in the localization and imaging metastatic lymph nodes across various tumors

转移淋巴结在肿瘤诊断与预后中具有重要的意义。随着淋巴系统研究的深入和影像技术的发展，针对肿瘤转移淋巴结的近红外荧光探针也逐渐增多，在影像引导手术中表现出较大的潜力，可以实现肿瘤的同时辨别转移淋巴结。本文综述了存在淋巴结转移倾向的恶性肿瘤的近红外荧光探针在影像引导手术中的设计策略与应用，特别强调两种靶向机制：能够识别转移淋巴结的肿瘤靶向探针和利用被动机制靶向转移淋巴结或主动靶向淋巴结本身的淋巴结特异性探针。最后，讨论了该领域发展过程中的问题和未来前景，以促进新的荧光探针的开发及其临床转化。

Dang, Q.; Zhang, L.; Ma, H.; Sun, X.; Ren, A.; Chen, J.; Huang, X.; Zhang, B.; Sun, W. Lighthouses Illuminating Tumor Metastasis: The Application of Fluorescent Probes in the Localization and Imaging Metastatic Lymph Nodes across Various Tumors. Biomaterials 2025, 316, 123020. https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2024.123020.

2 检测型荧光材料

2.1 金属/阳离子检测

2.1.1 Cu 离子

A dual-emission fluorescence sensor based on TCPP@UiO-66-NH2 for high-sensitivity detection of copper ions

铜离子对人体健康和葡萄酒质量有着重要的影响。通过采用“一锅法”途径，将四（4-羧基苯基）卟啉（TCPP）分子整合到 UiO-66-NH 2 金属-有机框架中，形成 TCPP@UiO-66-NH2 双发射荧光传感平台对铜离子进行检测。UiO-66-NH 2 在 466 nm 的蓝色荧光被认为是内参信号；从而有效地实现了该配合物的内置校正。TCPP 在 654 nm 的红色发射荧光被 Cu 2+猝灭，从而产生可靠的信号和明显的颜色变化。利用信号对比机制构建了快速灵敏的比率荧光传感器。该传感器能够在 0-10 nM 的浓度范围内痕量检测 Cu 2+，检测限低至 24 nM，并表现出良好的抗干扰能力和循环稳定性。进一步的加标回收实验表明该传感器在水和红酒样品中的检测性能和分析可靠性优异。

Du, J.; Lin, D.; Chen, W.; Sun, Q.; Gao, E. A Dual-Emission Fluorescence Sensor Based on TCPP@UiO-66-NH2 for High-Sensitivity Detection of Copper Ions. CrystEngComm 2025, 10.1039.D4CE01017E. https://doi.org/10.1039/D4CE01017E.

利用 2,5-二溴对苯二甲酸 (H 2 DBPA) 和 1-10-菲咯啉 (Phen) 作为配体，合成了一种铕金属有机骨架 (Eu-DBPA-Phen)。然后，通过将红发射的 Eu-DBPA-Phen 和目标的固有蓝色自发荧光简单结合，开发了一种用于检测左氧氟沙星 (LVF) 的直接准比率荧光探针。该探针具有线性范围宽（0.01-50 和 50-175 μM）、选择性好、检测限低（4.53 nM）和响应时间快的优点。此外，建立了一个智能手机辅助的荧光试纸分析平台，用于对牛奶和鱼类样品中的 LVF 进行可视化和现场检测，回收率令人满意，范围为 101.7 %至 103.4 %，标准偏差低（RSD ≤2.890，n = 3）。最后，设计了一种集成机器学习与智能手机试纸平台的层级聚类算法，以简化检测过程。所提出的智能检测平台为 LVF 检测引入了一种新颖的方法，从而提高了食品安全和人类健康。

Liu, X.; Zhao, B.; Liu, X.; Cheng, Z.; Yang, X.; Zhang, X.; Feng, X. A Simply Designed Quasi-Ratiometric Fluorescence Probe for the Visual and on-Site Detection of Levofloxacin (LVF) Residues in Milk and Fish Sample. Talanta 2025, 285, 127391. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2024.127391.

2.2 小分子

2.2.1 左氟沙星

A simply designed quasi-ratiometric fluorescence probe for the visual and on-site detection of levofloxacin (LVF) residues in milk and fish sample

2.2.2 GSH

Development of AIE fluorescent probe for real-time tracking GSH fluctuations in plants under heavy metal stress

谷胱甘肽（GSH）作为重要的生物硫醇，参与植物响应重金属胁迫的抗坏血酸-谷胱甘肽循环和植物螯合素合成。传统的 GSH 检测方法通常缺乏快速、原位分析且不损伤植物组织的能力。迫切需要开发一种实时跟踪 GSH 波动的有效方法。在此，我们开发了一种基于三苯胺的聚集诱导发射（AIE）荧光探针 TPA-NBD，用于检测 GSH。该探针具有响应时间快、检测限低、对 GSH 检测具有高选择性的特点。具有 AIE 特性和低生物毒性的 TPA-NBD，能有效追踪植物细胞和组织中的外源性 GSH。此外，TPA-NBD 成功监测了受到 Cr 和 Pb 诱导的重金属胁迫的烟草（Nicotiana tabacum L.）幼苗中的内源性 GSH 波动。总之，我们的研究表明，TPA-NBD 作为植物中 GSH 检测的新型工具，具有可靠的性能和重要的生物应用潜力。

Zhang, S.; Wang, H.; Luo, F.; Yang, Y.; Jiang, L.; Liu, L.; Chen, Z.; Lai, M.; Yang, X.; Zhang, D.; Ji, X. Development of AIE Fluorescent Probe for Real-Time Tracking GSH Fluctuations in Plants under Heavy Metal Stress. Sensors and Actuators B: Chemical 2025, 426, 137142. https://doi.org/10.1016/j.snb.2024.137142.

2.2.3 四环素

Quantitative fluorescent detection of tetracycline in animal-derived foods using quantum dots

四环素（Tc）类抗生素是一类合成产生的广谱抗菌药物，已广泛用于畜牧业，导致其在畜禽源食品中广泛存在。然而，畜牧业中的滥用、过度使用和未能遵守停药期导致这些食品中 Tc 残留过多，可能对人体引起各种不良反应，还可能引发细菌耐药性，对公共健康构成重大威胁。因此，检测畜禽源性食品中的 Tc 抗生素残留已成为一项严峻问题。本研究旨在建立一种使用量子点 (QDs) 荧光免疫层析法 (FLISA) 定量分析畜禽源食品中 Tc 残留的新方法。对所开发的方法进行了优化，使其检测限达到 0.69 ng/mL，定量检测范围为 1.30~59.22 ng/mL。通过成功测定使用 Tc 标准溶液加标的猪肉、鸡肉、鱼、牛奶、鸡蛋和蜂蜜样品中 Tc 残留，该方法的适用性得到证明，回收率在 94.01% 至 110.19% 之间，相对标准偏差在 1.10% 至 11.39% 之间。本研究的意义在于，它有可能为监测畜禽源食品产品中的 Tc 残留提供一种快速且可靠的方法，从而有助于提升食品安全监测实践。

Xin, C.; Zhou, J.; Chen, Y.; Chen, Z.; Xue, H.; Liu, Y.; Liu, H.; Liang, C.; Zhu, X.; Zhang, Y.; Qi, Y.; Zhang, G.; Wang, A. Quantitative Fluorescent Detection of Tetracycline in Animal-Derived Foods Using Quantum Dots. Appl Microbiol Biotechnol 2024, 108 (1), 535. https://doi.org/10.1007/s00253-024-13253-9.

2.3 大分子

2.3.1 沙门氏菌

An ultrasensitive fluorescence nano-biosensor based on RBP 41-quantum dot microspheres for rapid detection of Salmonella in the food matrices

本文介绍了一种新型的基于噬菌体受体结合蛋白（RBP 41）的磁荧光纳米生物传感器，用于快速筛选沙门氏菌污染食品。通过功能化磁珠（MBs）和量子点微球（QDMs）上的 RBP 41，分别形成磁分离探针和荧光探针。细菌被 RBP 41-MBs 捕获，并用 RBP 41-QDMs 标记，形成 MBs-RBP 41-细菌-RBP 41-QDMs 复合物，然后检测复合物的荧光强度以测定沙门氏菌。该生物传感器被证明在约 1.5 小时内检测出低至 0.1245 Log 10 CFU/mL（约 2 CFU/mL）的沙门氏菌。加标食品样品中沙门氏菌的回收率在 87% 到 119% 之间，表明它可以检测真实样品中的沙门氏菌。这种新型的磁荧光纳米生物传感器有可能在不同样品中检测细菌，以缩短检测时间并提高灵敏度。

Ding, Y.; Yang, Q.; Liu, X.; Wang, Y.; Wang, J.; Wang, X. An Ultrasensitive Fluorescence Nano-Biosensor Based on RBP 41-Quantum Dot Microspheres for Rapid Detection of Salmonella in the Food Matrices. Food Chemistry 2025, 468, 142504. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2024.142504.

2.3.2 脲酶产生细菌

Fluorescent Probe for the pH-Independent Rapid and Sensitive Direct Detection of Urease-Producing Bacteria

脲酶产生细菌由于其在多种致病过程中发挥的作用及对人类健康的影响而备受关注，会导致严重的疾病，如消化性溃疡病、胃癌以及呼吸道和泌尿道感染。在这项工作中，我们设计了荧光聚合物颗粒 (PNP_FITC) 以通过靶向脲酶的酶促活性来检测脲酶产生细菌。具体而言，PNP_FITC 基体被脲酶降解，导致荧光信号强度可测量地增加。这种方法旨在直接感知脲酶活性，因此不受环境参数的影响，这有别于基于酶代谢产物（即 NH 3 和 CO 2）定量的标准方法。PNP_FITC 在 0–7.5 U/mL 的脲酶范围内表现出线性响应，计算出的检测限为 0.4 U/mL。酶活性的直接检测使得 PNP_FITC 适用于检测脲酶产生菌 (肺炎克雷伯菌和阴沟肠杆菌)，检出限为 10 ∧ 3 个细菌/mL，这是采用基于 pH 的方法（作为本工作中的参考）无法检测到的。鉴于 PNP_FITC 在脲酶检测的稳健性、灵敏性和选择性方面取得的改进，这种方法代表了先进即时检测的发展迈出的一步，能够对细菌感染进行快速诊断。

Albrich, W. C.; Kahlert, C. R.; Nigg, S.; Boesel, L. F.; Giovannini, G. Fluorescent Probe for the pH-Independent Rapid and Sensitive Direct Detection of Urease-Producing Bacteria. Anal. Chem. 2024, 96 (52), 20578–20586. https://doi.org/10.1021/acs.analchem.4c05182.

2.3.3 胚胎癌抗原

Detection of carcinoembryonic antigen using aggregation-induced emission luminogens empowered triple-format biosensor

传统的荧光探针由于荧光信号弱和聚集诱导猝灭效应的限制，在生物标志物检测中需要许多标记靶分子结合输出以达到更高的信噪比。我们利用基于“免疫夹心”的亲和传感器，并将超亮聚集诱导放射发光体（AIEgen）微球作为信号报告器。所制成的传感器可同时通过肉眼、光谱和计算机视觉计数（统称为“NeSCV 传感器”）进行三重检测。该传感器证明了定性和定量筛查肺癌患者和健康对照血清中癌胚抗原（CEA）的能力。具体来说，CEA 检测可以通过三种方式进行：(1) 肉眼识别聚集的免疫复合物，(2) 使用光谱仪检测溶液中分散的免疫复合物，以及 (3) 使用荧光显微镜分析固体基质上的滴铸免疫复合物。该传感器的线性范围为 1 fg/mL 至 10 ng/mL，定量限为 1 fg/mL。NeSCV 传感器优于传统的酶联免疫吸附测定 (ELISA)，提供的定量限低近 7.8 × 104 倍。NeSCV 传感器在检测来自 28 名肺癌患者和 26 名健康对照组血清样品中表现出高选择性、准确性和灵敏度，同时减少了血清量和时间要求。在独立验证队列上进行的盲测产生了 90% 的准确率，证实了该平台的高可靠性和鲁棒性。该传感器在早期病理识别、有效治疗监测和推进个性化医疗方面具有潜力。

Lu, Y.; Liu, C.; Liu, Y.; Gu, H.; Luo, X.; Jiang, C.; Zhao, Z.; Li, C.; Xu, C.; Tang, B. Z. Detection of Carcinoembryonic Antigen Using Aggregation-Induced Emission Luminogens Empowered Triple-Format Biosensor. Biosensors and Bioelectronics 2025, 272, 117065. https://doi.org/10.1016/j.bios.2024.117065.

2.4 多重检测

2.4.1 H2S and viscosity

Lysosome-targeted dual-locked NIR fluorescent probe for visualization of H2S and viscosity in drug-induced liver injury and tumor models

本研究中, 基于整合的 ICT-TICT 过程开发溶酶体靶向的双锁定 NIR 荧光探针 (LFP-N 3) 用于成像 H 2 S 和粘度。在 H 2 S 和高粘度条件下, LFP-N 3 的叠氮化物部分与 H 2 S 反应, 形成促进 ICT 过程的 LFP-NH 2; 高粘度条件进一步限制了 LFP-NH 2 的化学键旋转, 从而抑制了 TICT 过程。因此, LFP-N 3 在 690 nm 处具有显着的 Stokes 位移 (190 nm), 荧光信号显著增强。细胞毒性检测和活细胞共定位实验表明, LFP-N 3 具有低细胞毒性和精确的溶酶体靶向能力。进一步地, 体外和体内实验表明, LFP-N 3 的荧光信号可以被肿瘤和药物诱导的肝损伤模型中 H 2 S 和高粘度的存在触发。

Qin, J.; Kong, F.; Huang, J.; Xiao, B.; Bian, Y.; Shao, C. Lysosome-Targeted Dual-Locked NIR Fluorescent Probe for Visualization of H2S and Viscosity in Drug-Induced Liver Injury and Tumor Models. Analytica Chimica Acta 2025, 1337, 343558. https://doi.org/10.1016/j.aca.2024.343558.

2.4.2 Al3+, Fe3+, Ni2+, Cu2+ and Zn2+

Bistriazolylpyridines as molecular sensors for multiple transition metal ions

制备并表征了两种咔唑衍生的双三唑基吡啶配体，即 2,6-双（1-（吡啶-2-基）-1 H-1,2,3-三唑-4-基）异烟酸甲酯（L 1）和 2,6-双-（1-甲氧羰基甲基-1 H-1, 2,3-三唑-4-基）异烟酸甲酯（L 2），研究了它们的光物理性质以及结合金属离子的能力。Zn（II）配合物 Zn2（L1）4 4·3 CH 3 CN 的晶体结构已通过 X 射线单晶衍射确定。L 1 和 L 2 都是对 Al 3+、Fe 3+、Ni 2+、Cu 2+ 和 Zn 2+ 具有高选择性和灵敏度的化学传感器。根据 UV-vis 吸收和发光光谱的数据，双三唑基吡啶 L 1 和 L 2 是 Al 3+ 和 Zn 2+ 的“开启”荧光探针，其发射带分别增强至 430 nm 和 380 nm。它们是彩色和“关闭”探针 Fe 3+ 的吸收带为 475 nm，具有荧光猝灭。L 1 和 L 2 也是 Ni 2+ 和 Cu 2+ 的“关闭”探针。结果表明，在滴定过程中溶液中形成的金属配合物物种，化学传感器：金属离子的化学计量比为 2:1 或 1:1。测定了 L 1 和 L 2 对 Al 3+、Fe 3+、Ni 2+、Cu 2+ 和 Zn 2+ 的检测限 (LOD) 值和结合常数。此外，基于 L 1 和 L 2 对 Al 3+ 和 Zn 2+ 的选择性响应，构建了 INHIBIT 和 YES 逻辑门。结果表明，双三唑基吡啶是检测不同金属离子的多通道化学传感的极佳候选者。

Li, J.-H.; Ou-Yang, Q.-R.; Cao, Y.-Y.; Wang, X.-H.; Liu, C.; Yang, X.-J.; Zhang, H.-X. Bistriazolylpyridines as Molecular Sensors for Multiple Transition Metal Ions. Journal of Molecular Structure 2025, 1326, 141098. https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2024.141098.

2.4.3 ClO 和 ONOO

A sequence-activatable dual-locked fluorescent probe for simultaneous detection of hypochlorous acid and peroxynitrite during drug-induced liver injury

药物性肝损伤（DILI）是严重威胁人类健康的重大疾病。DILI 过程导致细胞内活性氧和活性氮的含量发生变化，进而导致细胞发生氧化应激和亚硝化应激。然而，次氯酸（HOCl）和过氧亚硝酸盐（ONOO⁻）的高反应性，以及缺乏原位成像技术，阻碍了我们详细了解它们在 DILI 中的作用。因此，本文报道了一种新颖的序列可激活的双锁分子探针 HA-P 3，用于识别和成像两种 DILI 相关生物标记。首先，HA-P 3 选择性地与活性氧 HOCl 反应，留下识别受体二乙基氨基甲酸酯形成 HA-P 2。随后，HA-P 2 与 ONOO⁻反应，释放出荧光团 4-羟基-1,8-萘酰亚胺，发出强烈的荧光信号。这两个步骤的反应有效地降低了 DILI 预测中假阳性的概率。HA-P 3 在不同的细胞和斑马鱼中实现了对 HOCl 和 ONOO-的灵敏检测。此外，HA-P 3 可以区分正常肝细胞和肝癌细胞，并在对乙酰氨基酚（APAP）诱导的细胞损伤过程中监测到 HOCl 和 ONOO⁻的升高。值得注意的是，在 APAP 诱导的小鼠模型中，揭示了 HOCl 和 ONOO-与 DILI 的正相关性，为氧化/亚硝化应激与 DILI 之间的关系提供了强有力的直接证据。

Liu, C.; Yan, T.; Cai, X.; Zhu, H.; Zhang, P.; Liu, X.; Rong, X.; Wang, K.; Wang, Y.; Shu, W.; Zhu, B. A Sequence-Activatable Dual-Locked Fluorescent Probe for Simultaneous Detection of Hypochlorous Acid and Peroxynitrite during Drug-Induced Liver Injury. Talanta 2025, 285, 127408. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2024.127408.

2.4.4 Ga 和 pH

A versatile fluorescence probe for Ga3+ and dynamic pH: Theoretical studies and applications from smartphones to soil and fingerprints

本研究开发了一种利用激发态分子内质子转移（ESIPT）和聚集诱导发光（AIE）的高效 Ga 3 +检测荧光化学传感器 BTPC。在 DMSO/HEPES (9:1, v/v) 介质中，BTPC 表现出高选择性和灵敏度，检测限为 0.290 µM，且受 Al 3+和 In 3+的干扰最小。结合研究证实了稳定的1:2 BTPC-Ga 3+配合物（Ka = 3.8 × 109 M−1）。螯合增强荧光 (CHEF) 是荧光放大的原因，这通过抑制 ESIPT 和光致电子转移 (PET) 过程进一步增强。先进的 DFT 研究进一步阐明了支持其功能的电子性质。BTPC 在纸基检测、智能手机辅助传感、土壤毒性监测、水性 pH 检测和法医指纹成像中的多功能性证明了其广泛的适用性。

Ray, D. A.; Singh, A. K. A Versatile Fluorescence Probe for Ga3+ and Dynamic pH: Theoretical Studies and Applications from Smartphones to Soil and Fingerprints. Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry 2025, 462, 116231. https://doi.org/10.1016/j.jphotochem.2024.116231.

3 成像型荧光材料

3.1 检测物成像

3.1.1 CO

A novel mitochondria-targeted near-infrared fluorescent probe for in vivo detection of Carbon monoxide during acute inflammation in mice

一氧化碳 (CO) 是人体内重要的信号分子，而 CO 成像对于理解相关病理生理机制至关重要。在此，我们介绍了尼罗 CO，一种基于尼罗蓝荧光团的新型近红外 (NIR) 荧光探针。尼罗 CO 表现出较高的选择性、灵敏性和小于 5 分钟的快速响应时间，在 664 nm 处有开启荧光信号。该探针靶向线粒体，能够对 HeLa 细胞中的内源性和外源性 CO 进行成像。此外，在脂多糖 (LPS) 诱导的小鼠炎症模型中，尼罗 CO 可以有效追踪急性炎症期间的 CO 波动，并直接检测眼球血样中的 CO 水平，突显了其在 CO 相关研究中的实际应用潜力。

Wang, C.; Zhang, Y.; Gou, Q.; Yang, Y.; Gao, W.; Li, L.; Wang, J.; Liu, W.; Xia, Y.; Shu, X.; Shang, J. A Novel Mitochondria-Targeted near-Infrared Fluorescent Probe for in Vivo Detection of Carbon Monoxide during Acute Inflammation in Mice. Microchemical Journal 2025, 208, 112509. https://doi.org/10.1016/j.microc.2024.112509.

3.1.2 NO

A novel mitochondrial-targeted fluorescent probe for ratiometric imaging of nitric oxide in cells and zebrafish 一氧化氮（NO）是一种关键信号分子，可在线粒体中调节能量代谢、细胞凋亡和抗氧化剂平衡。它与心血管疾病、神经退行性疾病和癌症的发展密切相关。因此，开发能够准确检测线粒体中 NO 水平的荧光探针对于理解疾病机制和临床诊断至关重要。本研究开发了一种基于异佛尔酮荧光团的新型荧光探针。该探针通过调节分子内电荷转移（ICT）效应，实现对线粒体中 NO 的高灵敏度和比值荧光检测。该探针在与 NO 反应前发出红色荧光，加入 NO 后触发胺-NO 加成反应，该反应抑制 ICT 效应，导致颜色变为黄绿色荧光。这种比值荧光响应提供了一种定量检测 NO 的新方法。此外，该探针具有明显的斯托克斯位移和良好的比值波长分离，提高了检测的准确性。它明确地定位在线粒体中，直接反映线粒体 NO 浓度的变化。已在 HeLa 细胞和斑马鱼模型中进行的实验证明了该探针在诊断和研究 NO 相关疾病中的潜在应用。这为研究 NO 的生物学功能和相关疾病的早期诊断提供了新的策略和工具。

Lin, B.; Fan, J.; Li, S.; Han, Y. A Novel Mitochondrial-Targeted Fluorescent Probe for Ratiometric Imaging of Nitric Oxide in Cells and Zebrafish. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy 2025, 329, 125636. https://doi.org/10.1016/j.saa.2024.125636.

3.1.3 HClO

Preparation, mechanism, and biological applications of targeting LDs ratiometric fluorescent probes for HClO detection

次氯酸 (HClO) 是一种众所周知的炎症信号分子，而脂滴 (LDs) 是与炎症密切相关的动态细胞器。使用有机小分子荧光成像技术靶向 LD 以精确监测 HClO 是诊断炎症相关疾病最有效的方法之一。深入研究探针如何检测生物标记物以及影响因素，有助于探针分子的设计、高性能工具的选择和疾病检测的准确性。为此，通过三苯胺 thiophene 醛 (TPA-CHO) 与一系列芳香酰肼 (ArCONHNH 2) 缩合，制备了三种基于三苯胺 (TPA) 含有 C=N 双键作为潜在反应位点的荧光探针 (TPA-B、TPA-BF 和 TPA-SF)。系统研究了它们通过靶向 LD 比率检测 HClO 的性能。结果表明，ArCONHNH 2 中的 Ar- 结构不仅可以有效调节对 HClO 的传感性能，还可以产生不同的氧化产物。造成这种情况的关键原因是 C=N 键周围的电子云密度。此外，表现出最佳光谱性能的选定探针 TPA-B 被熟练地用于检测细胞和斑马鱼中的 HClO，以及检测炎症性疾病中的 HClO。这项研究比较了 HClO 对 C=N 键的氧化产物，并分析了关键影响因素。通过整合光谱和成像实验，确定了炎症的高性能诊断剂 (TPA-B)。该方法为多功能探针的设计提供了宝贵的见解

Yan, W.; Liu, Y.; Wang, Y.; Pei, S.; Zhang, C.; Zhang, G.; Shuang, S.; Dong, C. Preparation, Mechanism, and Biological Applications of Targeting LDs Ratiometric Fluorescent Probes for HClO Detection. Analytica Chimica Acta 2025, 1337, 343570. https://doi.org/10.1016/j.aca.2024.343570.

3.1.4 血清蛋白

Development of a novel NIR-II fluorescence probe for monitoring serum albumin fluctuation in cerebra neurotoxicity induced by manganese exposure

锰对各种生物功能至关重要；然而，过量接触会带来重大健康风险，尤其是脑神经毒性。了解锰诱导的脑血清蛋白水平和脑功能的改变对于阐明锰神经毒性的机制至关重要。为了解决这个问题，我们开发了一种新型的近红外 II 荧光探针 RSM，其特点是对血清白蛋白有很强的结合能力和很高的灵敏度。使用 RSM，我们观察到暴露于较高锰浓度的细胞中的 BSA 摄取高于暴露于较低水平的细胞中的 BSA 摄取。此外，我们通过原位近红外 II 荧光成像成功检测到锰神经毒性诱导的脑组织中血清白蛋白水平的变化。我们的研究结果证实了锰诱导的神经毒性增强与脑中血清白蛋白含量升高之间的关联。这项工作为进一步研究毒性分子的机制提供了一个有价值的工具。

Liang, X.; Wang, L.; Xu, L.; Chi, H.; Lin, W. Development of a Novel NIR-II Fluorescence Probe for Monitoring Serum Albumin Fluctuation in Cerebra Neurotoxicity Induced by Manganese Exposure. Journal of Hazardous Materials 2025, 485, 136936. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2024.136936.

3.2 细胞成像

3.2.1 溶酶体

Development and Application of a BODIPY Carbazole Derivative Probe for Lysosomal Imaging: Insights into Lysosomal Dynamics and Dysfunction in Inflammation-Related Diseases

炎症在神经退行性疾病和慢性疾病（包括阿尔茨海默病和肝纤维化）中至关重要。为了更深入地了解溶酶体在细胞生理学和疾病机制中的作用，我们开发了一种基于咔唑的 BODIPY 溶酶体探针，称为 LysoI。该探针可在 15 分钟内特异性靶向溶酶体，并表现出约 180 nm 的斯托克斯位移，无需洗涤步骤即可连续孵育长达 5 小时。有趣的是，LysoI 甚至在染色后 24 小时内仍可有效进行长期成像。尽管 pH 值和条件各不相同，例如自噬、凋亡和炎症，但它始终提供出色的溶酶体成像。值得注意的是，炎症会破坏溶酶体的形态和运动能力，如大小增加、数量减少和速度降低，如 LysoI 所观察到的。此外，溶酶体破裂和清除受损可能加剧炎症并促进细胞凋亡。这些发现表明溶酶体功能障碍与疾病进展密切相关；因此，针对溶酶体的保护和修复可能为治疗炎症相关疾病提供有希望的策略。

Su, L.; Hu, P.; Luo, X.; Ding, H.; Zhang, R.; Qian, Y.; Qi, S.; Tian, X.; Ling, W. Development and Application of a BODIPY Carbazole Derivative Probe for Lysosomal Imaging: Insights into Lysosomal Dynamics and Dysfunction in Inflammation-Related Diseases. ACS Appl. Mater. Interfaces 2025, 17 (1), 607–616. https://doi.org/10.1021/acsami.4c17607.

3.2.2 线粒体极性

Fluorescent probes based on aza-Nile Red for visualizing mitochondrial polarity fluctuation

尼罗红在富含脂质的环境中具有强烈的荧光，而在水性介质中几乎不表现荧光。本研究通过在尼罗红的 2、3 和 4 位引入氮原子，合成了三种中性红/近红外荧光染料 1 a-1 c，它们具有良好的水溶性，从而提高了生物相容性。光学测试表明，1 a-1 c 的最大吸收波长在 525-617 nm 范围内，而最大发射波长在不同溶剂中位于 584-668 nm。当溶剂极性 (Δf) 从 0.316 降低到 0.020 时，1 a-1 c 的最大吸收波长发生了 73-97 nm 的蓝移，并且荧光强度提高了 32-44 倍。同时，1 a-1 c 的荧光寿命、绝对荧光量子产率和 Δf (0.229-0.307) 之间建立了优异的线性关系，相关系数很高 (R 2 = 0.98-0.99)。除了具有良好的低毒性和线粒体靶向特性外，1 a-1 c 还能够在脂多糖诱导的炎症模型中以 50 nM 检测极性变化。此外，基于癌细胞和正常细胞之间线粒体极性的显着差异，1 a-1 c 能够区分它们。1 a-1 c 还能够在饥饿或雷帕霉素诱导的自噬期间实时监测线粒体极性。总体而言，氮杂尼罗红 (1 a-1 c) 具有优异的光学特性和生物相容性，表明它们在研究线粒体生理学和病理生物学过程中具有巨大的潜力。

Wang, H.; Chen, G.-W.; Wang, H.-X.; Sun, R.; Ge, J.-F. Fluorescent Probes Based on Aza-Nile Red for Visualizing Mitochondrial Polarity Fluctuation. Sensors and Actuators B: Chemical 2025, 426, 137151. https://doi.org/10.1016/j.snb.2024.137151.

3.2.3 细胞核

Cellular and Intravital Nucleus Imaging by a D-π-A Type of Red-Emitting Two-Photon Fluorescent Probe

随着生物医学研究对活细胞和体内成像的重视，荧光探针技术的进步引人注目，它可以深入了解不同生理病理背景下的细胞动力学。在本研究中，我们提出了一种新型双光子成核荧光探针 Nu-red，它是由供体（二氢喹啉）和受体（吡啶基五亚腈）部分通过单键连接而成的典型供体（D）-π-受体（A）转子。该探针具有几个优点，包括长波长激发和发射（λex/λem = 610/664 nm）、良好的量子产率（1.35-22.15%）、出色的双光子吸收截面（425.92 GM）、高选择性和灵敏性、高的 DNA 结合亲和力 (Ka = 3.7 × 107 M–1，与商业细胞核染色剂 Hoechst 33342 相当)、快速进入细胞核（1 分钟）、低细胞毒性、膜透性、良好的水溶性、适用于多种细胞系，且兼容其他商业探针。凭借上述优点，Nu-red 已成功用于观察活细胞中的细胞分裂过程，将异常分裂细胞与正常细胞区分开，以及追踪细胞凋亡过程中细胞核的形态变化。更值得注意的是，Nu-red 用于观察缺血性卒中活小鼠模型中的细胞核收缩和固缩现象。

Duan, D.-C.; Pan, G.; Liu, J.; Chen, H.; Xie, T.; Long, Y.; Dai, F.; Zhang, S.; Zhou, B. Cellular and Intravital Nucleus Imaging by a D-π-A Type of Red-Emitting Two-Photon Fluorescent Probe. Anal. Chem. 2024, 96 (52), 20425–20434. https://doi.org/10.1021/acs.analchem.4c04103.

3.3 组织/器官成像

3.3.1 肿瘤

A Visible/NIR-II Ratiometric Fluorescent Nanoprobe for Tissue Depth Analysis

荧光成像是一种有前景的体内实时二维（2 D）生物结构可视化方法。然而，从 2 D 图像中获取深度信息仍然是一个具有挑战性的问题。在此，我们开发了一种可见光/第二近红外（NIR-II）比率荧光策略，以从 2 D 荧光成像中获取组织深度。通过聚（乙烯亚胺）改性的 Ti 3 C 2 MXene 纳米片与 CdTe 和 Ag 2 S 量子点（QDs）之间的静电相互作用，制备了一种发出红色和 NIR-II 荧光的比率荧光探针 TAC NS。可见光/NIR-II 荧光比值随着组织深度的增加而呈指数下降，其自然对数（ln）值在 0~1.0 mm 和 1~2.5 mm 范围内与组织深度呈良好线性关系。值得注意的是，固定组织深度的比率荧光不受 TAC NS 浓度的影响，表明组织深度分析不受 TAC NS 的非均匀组织分布的干扰。此外，TAC NS 表现出有效的光热转化能力，可用于肿瘤消融。这项工作可为从体内荧光成像中获取三维信息提供一种策略。

Li, H.; Wang, Z.; Liao, F.; Liu, Y.; Jiang, P. A Visible/NIR-II Ratiometric Fluorescent Nanoprobe for Tissue Depth Analysis. ACS Appl. Nano Mater. 2024, 7 (24), 28573–28581. https://doi.org/10.1021/acsanm.4c05792.

4 应用型荧光材料

4.1 体外诊断

4.1.1 间歇性肺炎

AIE nanoparticle with enhanced fluorescence for ultrasensitive lateral flow immunoassays and point-of-care diagnosis of interstitial lung disease

肺源性克雷伯氏杆菌-6（KL-6）已被公认为间质性肺疾病（ILD）的有效血清生物标志物。KL-6 准确检测对于评估 ILD 的严重程度和患者预后具有重要意义。本研究设计并合成了具有 87.57%高量子产率的明亮聚集诱导发射发光体（AIEgen）N, N'-((1,2-二苯基乙烯-1,2-二基) 双 (4,1-苯撑)) 双 (N-苯基萘-1-胺)（TPETN），随后将 TPETN 封装到聚苯乙烯纳米粒子（PSNP）中，构建了超高荧光纳米粒子（TPNP）。发现所获得的 TPNP 比传统的金纳米粒子（AuNP）和四甲基 4ʹ, 4ʹʹʹ, 4ʹʹʹʹʹ, 4ʹʹʹʹʹʹʹ-(乙烯-1,1,2,2-四基）四（[1,1ʹ-联苯]-4-羧酸盐）（TCBPE）嵌入的纳米粒子（TCNP）分别高 128 倍和 16 倍。然后，使用 TPNP 作为信号输出，构建了用于 KL-6 检测的侧向流免疫分析平台（TPNP-LFIA）。TPNP-LFIA 实现的检测限（LOD）为 0.0534 ng/mL，分别比基于 AuNP 和 TCNP 的 LFIA 低 77.15 倍和 7.69 倍。TPNP-LFIA 用于检测 KL-6 的动态线性范围为 0.15 至 333.33 ng/mL。TPNP-LFIA 在血清样品中的回收率为 99.96%-108.13%，变异系数≤6.24%。因此，TPNP-LFIA 作为一种检测 KL-6 的快速定量方法具有广阔的应用前景。

Liu, Q.; Chen, X.; Li, J.; Tan, L.; Wang, K.; Zhang, J.; Dong, H.; Li, Y.; Tang, B. Z. AIE Nanoparticle with Enhanced Fluorescence for Ultrasensitive Lateral Flow Immunoassays and Point-of-Care Diagnosis of Interstitial Lung Disease. Biosensors and Bioelectronics 2025, 271, 117068. https://doi.org/10.1016/j.bios.2024.117068.

5 诊疗型荧光材料

5.1 疾病诊断

5.1.1 肝癌

A Pair of Fluorescent Probes Enabling Precise Diagnosis of Liver Cancer by Complementary Imaging

肝细胞癌（HCC）迄今为止是肝癌的主要类型，其发病率和死亡率都很高。早期诊断和手术切除对于提高 HCC 患者的生存率至关重要。然而，受限于临床诊断方法，在癌症早期难以准确区分肿瘤组织及其边界。在这项研究中，我们报道了两个荧光探针，分别是 cLG 和 hLR，它们分别用于检测癌细胞和健康细胞，通过提供互补成像来实现肝癌的精确诊断。这两类荧光探针能够选择性地染色肝组织成像中的靶细胞，这由 H&E 和抗体染色证实。此外，首次通过这两种探针的混合物清楚地识别出癌变区域和健康区域，表明其在荧光引导手术中具有潜在的应用价值。最后，我们通过使用 CRISPR 激活文库进行系统性的转运蛋白筛选，确定转运蛋白 SLC 27 A 2 是 cLG 的门控靶点。通过热蛋白质谱分析，确定 SMPD 1 是 hLR 的靶点。因此，这两种高度特异性探针的开发提供了互补成像，为癌症疾病甚至荧光引导手术提供了独特的诊断工具。

Gao, M.; Lee, S. H.; Kwon, H.-Y.; Ciaramicoli, L. M.; Jo, E.; Yu, Y. H.; Li, F.; Kim, B.; Hong, K.; Lee, J.-S.; Kim, N.; Oh, Y.; Im, C. Y.; Tan, C. S. H.; Ha, H.-H.; Chang, Y.-T. A Pair of Fluorescent Probes Enabling Precise Diagnosis of Liver Cancer by Complementary Imaging. ACS Cent. Sci. 2024, acscentsci.4c01822. https://doi.org/10.1021/acscentsci.4c01822.

5.1.2 动脉粥样硬化

Cholesterol esterase-responsive near-infrared fluorescent probe for precise imaging of atherosclerosis

动脉粥样硬化 (AS) 是一种与胆固醇代谢相关的常见疾病。胆固醇酯酶 (CHE)，主要存在于肝脏、肠道、脂肪组织和皮肤中，在胆固醇代谢中起着至关重要的作用；因此，它是 AS 早期诊断和治疗监测的潜在生物标志物。传统用于检测 AS 的荧光探针通常依赖于活性氧 (ROS) 或蛋白酶等一般性生物标志物，缺乏特异性。为了解决这一限制，我们开发了一种新型的 CHE 响应荧光探针 NR-CHE，它利用胆酸作为识别基团。该探针通过胆酸与靶向脂质滴的近红外染料 NR-OH 之间的酯化反应合成。NR-CHE 探针整合了 NR 的脂质滴靶向能力和 CHE 的特异性响应，从而对脂质异常细胞具有独特亲和力，并能够精确成像动脉粥样硬化。体外实验表明，NR-CHE 表现出优异的光学性能，检测限为 0.076 U/mL。涉及 32 种常见生物干扰剂的测试证实，识别基团胆酸为探针提供了高选择性。细胞实验进一步验证了 NR-CHE 是监测活细胞中内源性 CHE 的有效工具。在 AS 小鼠模型中进行的综合荧光成像评估表明，NR-CHE 提供了出色的成像准确性。作为一项扩展应用，NR-CHE 在肝癌模型中还展示了在图像引导手术切除中的潜力。总之，NR-CHE 作为一种工具，在 AS 的准确诊断和指导肿瘤切除手术中具有很大的前景。

Li, J.; Ma, M.; Zhang, S.; Dong, W.; Ma, P.; Zhang, Z.; Song, D. Cholesterol Esterase-Responsive near-Infrared Fluorescent Probe for Precise Imaging of Atherosclerosis. Sensors and Actuators B: Chemical 2025, 427, 137150. https://doi.org/10.1016/j.snb.2024.137150.

5.2 疾病治疗

5.2.1 光动力

A mitochondrial targeted fluorescent probe for imaging nitroreductase activity and photodynamic therapy in tumor cells 肿瘤中的缺氧环境与肿瘤结构、功能、播散、侵袭、转移和耐药性息息相关。硝基还原酶 (NTR) 通常被认为是评估肿瘤细胞缺氧程度的生物标记。PET、MRI 和多光谱光声断层成像等传统检测方法存在一些局限性。荧光探针因其高灵敏度、快速响应、特异性和非侵入性而备受关注。在这项研究中，我们引入了一种新型小分子荧光探针 T-TPE-NO 2，该探针由 AIE 分子骨架 TPE 设计，并成功靶向肿瘤细胞线粒体。该探针具有高选择性，可以在较宽的 pH 范围内检测 NTR 活性。此外，该探针还表现出很高的灵敏度，LOD 为 46.3 ng/mL。在肿瘤 NTR 的作用下，该探针在激光照射后会发出强烈的荧光信号并产生大量的活性氧，从而诱导肿瘤细胞死亡并实现光动力疗法。该探针的合成、结构和形态表征得到了严格验证。实验结果表明，T-TPE-NO 2 对肿瘤细胞表现出高灵敏度和选择性，突出了其在光动力疗法中的潜在应用前景。这项研究为肿瘤缺氧的检测和治疗提供了一种新方法。

Bao, Y.-T.; Mao, H.-B.; Lei, K.-W.; Hu, J.-B.; Huang, J. A Mitochondrial Targeted Fluorescent Probe for Imaging Nitroreductase Activity and Photodynamic Therapy in Tumor Cells. Talanta 2025, 285, 127392. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2024.127392.