Fluolab荧光爱好者周刊（第四期）
1 本周图片
图片来源：Cell Imaging Shared Resource Life is Beautiful Image Contest 海耶斯的研究重点是心脏跳动的肌肉细胞如何产生收缩力。人的心脏有成千上万个心肌细胞，如图所示，它们驱动着你的心跳。细胞中的主要结构称为肌节，是肌肉的收缩单位。图中较深的紫色是用磷脂酰蛋白染色的肌节肌动蛋白丝。浅金色和黄色是用抗体染色的肌球蛋白丝。肌球蛋白丝拉动肌节肌动蛋白丝产生力量，从而驱动心脏跳动。
2 综述
2.1 近红外二区三光子荧光探针
Li等人介绍了 3PF 成像的基本原理，并强调了 3PF 生物成像的优势。此外，还根据相对光学指数总结了这些有机 3PF 探针的分子设计。此外，还详细列举了不同的 3PF 成像应用场景。最后，提出并讨论了 3PF 精确成像所面临的主要挑战、探针开发的意义以及有机探针的发展前景，以促进未来的应用和临床转化。 
Yang, Y.; Cen, C.; Kan, L.; Zhao, Q.; Huang, Z.; Li, S. Organic Probes for Three‐photon Fluorescence Imaging in NIR‐II Window: Design, Applications, and Perspectives. Interdisciplinary Materials 2024, idm2.12217. https://doi.org/10.1002/idm2.12217.
2.2 细胞荧光成像在食品安全中的应用
Wu等人综述了细胞荧光成像在检测和评估有毒金属元素、化学残留物、霉菌毒素、细菌、病毒和食品加工污染物，以及评估维生素、功能性矿物质、功能性蛋白质和多酚化合物方面的应用。此外，还讨论了细胞荧光成像在食品检测和毒理学方面的挑战和未来前景。
Ning, Z.; Zhang, Y.; Zhang, S.; Lin, X.; Kang, L.; Duan, N.; Wang, Z.; Wu, S. Cellular Fluorescence Imaging Technology for Food Risk and Function Evaluation. Trends in Food Science & Technology 2024, 104742. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2024.104742.
2.3 脂滴靶向的光动力治疗
Kim等人根据 LDs 的化学结构和功能，全面总结了 LDs 定位光敏剂（PSs）的研究进展。 特别是这些光敏剂具有荧光发射的特点，从而有助于成像引导的光疗。 综述重点介绍了这些 PSs 的杀细胞作用，如细胞死亡途径及其细胞毒性。 最后，还将讨论该领域的一些未决问题和挑战。
Wang, S.; Wang, Q.; Lv, Y.; Liu, Z.; Lee, K.; Kim, D.; Won, M.; Shen, J.; Kim, J. S. Fluorescence Imaging‐guided Lipid Droplets‐localized Photodynamic Therapy. Aggregate 2024, e665. https://doi.org/10.1002/agt2.665.
3 检测型荧光材料
3.1 金属/阳离子
3.1.1 Cu2+
Dong等人构建了一种新型双（沙拉莫）类荧光探针 TBS，以实现对 Cu2+ 和 S2- 的连续快速鉴定。探针 TBS 具有选择性高、抗干扰能力强、响应速度快等特点。
Liu, L.-L.; Niu, H.-Y.; Gan, L.-L.; Zhang, Y.; Dong, W.-K. An On-off-on Fluorescent Bis(Salamo)-like Probe Was Developed for Continuous and Fast Identification of Cu2+ and S2-. Journal of Molecular Structure 2025, 1321, 140307. https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2024.140307.
3.1.2 Pd(0)
Zhao等人基于激发能量转移（EET）策略，以 NPI 为供能体，BDP 为受能体，开发了两种萘二甲酰亚胺（NPI）-硼-二吡咯烷（BDP）二元体（分别命名为 NBH 和 NBN）作为双光子荧光探针，用于钯（0）的检测。这两种探针都能以明显的荧光 "ON-OFF "方式对钯（0）做出快速反应，检测限低至 2.4 nM。
Chen, X.-F.; Xiao, M.; Wang, K.; Yang, Z.; Zhao, X. Excitation Energy Transfer Based Naphthalimide-Boron-Dipyrromethene Dyads as Two-Photon Fluorescent Probes for Palladium(0) Detection and Live Cell Imaging. Sensors and Actuators B: Chemical 2025, 423, 136746. https://doi.org/10.1016/j.snb.2024.136746.
3.1.3 Fe2+
Zhu等人以氨基甲酰基肟结构为识别基团，开发了一种新型的高尔基体Fe2+高特异性荧光探针（GA-Fe）。GA-Fe 具有良好的光谱性能和高灵敏度（LOD = 64 nM）。此外，GA-Fe 还具有出色的靶向性，可作为标记高尔基体的高效工具。值得注意的是，GA-Fe 不仅能检测细胞和斑马鱼体内的原生和外源 Fe2+，还能跟踪铁突变模型中的 Fe2+ 波动。
Yan, T.; Sheng, W.; Liu, C.; Cai, X.; Wang, Y.; Liu, X.; Wang, K.; Rong, X.; Fu, T.; Zhu, B. Visualization of Labile Fe2+ within the Golgi Apparatus during Ferroptosis Using a Novel Highly Specific Fluorescent Probe. Sensors and Actuators B: Chemical 2024, 136714. https://doi.org/10.1016/j.snb.2024.136714.
3.1.4 Ca2+
Liang等人设计并合成了一种新的希夫碱荧光探针 FPH，即荧光素一醛（2-氨基甲基吡啶）腙，用于识别 DMSO 水溶液中的 Ca2+，FPH 的线性范围为 0.67 × 10-6 至 3.33 × 10-6 mol/L，检测限为 7.02 × 10-8 mol/L。 探针 FPH 通过增加的亮绿色荧光成功地用于检测活细胞中的 Ca2+。
Hou, L.; Wang, L.; Deng, C.; Jin, P.; Wen, C.; Zhang, W.; Liang, W. Sensitive Detection and Cell Imaging of Ca 2+ Based on a “Turn‐On” Schiff Base Fluorescent Probe. Luminescence 2024, 39 (10), e4914. https://doi.org/10.1002/bio.4914.
3.2 阴离子
3.2.1 ClO-
Nie等人合成了一种具有大共轭体系（吩噻嗪与喹唑啉酮共轭）的新型荧光探针（BPQ-1）。BPQ-1 在 10 秒内对 ClO- 显示出显著的比率荧光响应，并实现了较大的 Stokes 偏移（168 nm）、高灵敏度（LOD = 16.7 nM）和优异的选择性，并可以用于活细胞中外源 ClO- 的荧光成像。
Zhang, C.; Guo, J.; Zhang, Y.; Zhang, L.; Liu, C.; Nie, S. A Ratiometric Fluorescent Probe Based on Phenothiazine and Quinazolinone for Rapid Detection of ClO − and Its Application. Phosphorus, Sulfur, and Silicon and the Related Elements 2024, 1–9. https://doi.org/10.1080/10426507.2024.2410864.
Zhang等人开发了一种特异性荧光探针 Pro-NBS，用于研究瘢痕瘤中的 ClO- 水平。该探针对 ClO- 的特异性高于其他 ROS，并表现出很强的线性检测关系，利用 ClO- 作为内在过表达标记，Pro-NBS在体外和体内都能有效区分正常成纤维细胞和瘢痕瘤衍生成纤维细胞。
Yuan, F.; Zhang, S.; Wang, Y.; Gao, X.; Zhao, Y.; Ning, L.; Wang, Y.; Guo, Y.; Zhang, J. Activatable Near-Infrared Fluorescence Probe for Hypochlorous Acid Detection in Early Diagnosis of Keloids. Anal. Chem. 2024, acs.analchem.4c04201. https://doi.org/10.1021/acs.analchem.4c04201.
3.2.2 S2-
Wei等人设计并制备了一种新的四核铜配合物Cu4(L)22.2CH2Cl2，配合物可以作为复合物探针分子，具有比色和荧光双通道特异性识别能力和优异的抗干扰能力。该探针可通过添加酸性和碱性溶液调节系统的 pH 值，循环多次检测 S2-，适用于大多数生物和环境中 pH 值条件下的离子识别。
Zhang, H.-W.; Tuo, N.; Li, B.; Zhang, Y.; Wei, K.-J. A Dual-Channel Fluorescent Probe Based on Salamo-Cu(II) Complex for Sensitive Detection of S2- in River and Tap Water. Journal of Molecular Structure 2024, 140270. https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2024.140270.
3.2.3 ONOO-
Zhu等人通过在 3-苯甲醛丁基咔唑上连接 4-乙腈吡啶，合成了一种具有 AIE 性能和较大斯托克斯位移（242 nm）的咔唑基荧光探针 YCN。YCN 对 ONOO- 具有高选择性和高灵敏度。活细胞成像实验表明，化合物 YCN 可用作检测 HeLa 细胞中 ONOO- 的荧光探针。
Dong, Y.; Yang, Y.; Tao, Y.; Fang, M.; Li, C.; Zhu, W. A Carbazole-Based Fluorescent Probe with AIE Performance and a Large Stokes Shift for Peroxynitrite Detection and Imaging in Live Cells. J Fluoresc 2024. https://doi.org/10.1007/s10895-024-03961-w.
3.2.4 SO32-/HSO3-
Zhong等人制备了一种基于分子内电荷转移（ICT）机制的水溶性荧光探针 ID-QL，它对 HSO3-具有比色和荧光双通道响应，具有超快、高选择性和高灵敏度的检测能力。ID-QL 尤其可用于定量检测真实食品样品中的HSO3-。 
Huang, X.; Li, J.; Guo, Y.; Tian, M.; Yan, X.; Tang, L.; Zhong, K. Ultrafast Detection of Bisulfite by a Unique Quinolinium-Based Fluorescent Probe and Its Applications in Smartphone-Assisted Food Detection and Bioimaging. Talanta 2025, 282, 126977. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2024.126977.
3.3 小分子
3.3.1 Diflunisal
Bunkoed等人开发了一种基于氮掺杂石墨烯量子点（N-GQDs）的荧光传感器，用于智能手机辅助比色法测定二氟尼柳。传感器的线性范围为 0.10-50.0 μg L-1，检测限为 0.03 μg L-1。智能手机辅助现场测定的线性范围为 1.0-50.0 µg/L，检出限为 0.30 μg L-1。荧光光谱法的回收率为 94.8% 至 103.7%，RSD 低于 2.0%，而 smatphone 辅助法的回收率为 94.9% 至 106.9%，RSD 小于 6%。
Pongprom, A.; Bunkoed, O. A Fluorescent Nanocomposite Probe of Quantum Dots and Zinc Oxide Embedded in Polymer for Smartphone-Assisted on-Site Determination of Diflunisal. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy 2025, 326, 125243. https://doi.org/10.1016/j.saa.2024.125243.
3.3.2 glyphosate and mesotrione
Lu等人开发了一种带有希夫碱分子的嘌呤荧光探针。用于检测草甘膦和间三嗪的定量检测，检测限分别为 17.2 nM 和 484.32 nM。同时，还在实际样品和细胞中进行了草甘膦农药的检测，证明该探针具有良好的实用性和细胞相容性。
Tao, X.; Mao, Y.; Wang, A.; Zeng, Z.; Zheng, S.; Jiang, C.; Chen, S.-Y.; Lu, H. A Purine Fluorescent Derived Probe Assay for Glyphosate and Mesotrione via Schiff Base Cleavage. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy 2025, 326, 125254. https://doi.org/10.1016/j.saa.2024.125254.
3.3.3 Saccharine
Devaraj等人采用荧光光谱法将PA功能化金纳米粒子（PA@AuNPs）用于检测人工甜味剂，PA@AuNPs 对糖精（SAC）具有高选择性和出色的灵敏度（检出限 LoD = 0.14 × 10-6 M，定量限 LoQ = 0.47 × 10-6 M），PA@AuNPs 能有效检测软饮料和冰淇淋中的 SAC，回收率在 121 % 至 105 % 之间。 
Ayyavu, S.; Thangadurai Thangaian, D.; Devaraj, N. Detection of Non-Caloric Artificial Sweetener Saccharine in Soft Drinks and Ice-Creams through Intermolecular H-Bonding by Using AuNPs-Based Fluorescent Probe. Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry 2025, 459, 116059. https://doi.org/10.1016/j.jphotochem.2024.116059.
3.3.4 N2H4
Wei等人介绍了一种新型分子探针（Probe PM）的合成和应用。该探针的特点是合成简单、产量高，并具有极高的灵敏度（检测限低至 17.1 nM），能够用于定性、定量检测和显示各种环境和生物基质（包括水样、土壤样、食品和生物系统）中的肼。
Shangguan, H.; Niu, P.; Teng, Z.; Liu, X.; Sun, A.; Wei, L. Construction of Fluorescent Probe Based on Phenoxazine for the Detection of N2H4 in Environmental, Biological and Food Samples. Microchemical Journal 2024, 207, 111798. https://doi.org/10.1016/j.microc.2024.111798.
3.3.5 Nitric oxide
Liu等人报告了一种近红外荧光探针（ER-NO705），用于ER应激时NO动态成像。该探针对 NO 具有超快和高选择性的反应方式，将 NO 与其他生物相关物种区分开来。值得注意的是，ER-NO705 具有极佳的 ER 靶向性，因此可用于在活细胞、斑马鱼和小鼠体内对 ER 压力下的 NO 动态进行时空成像。
Wang, X.; Duan, J.; Gao, H.; Niu, Z.; Zhang, C.; Jiang, Z.; Liu, Z. Imaging Nitric Oxide Dynamics in Endoplasmic Reticulum Stress with a Tailor-Made near-Infrared Fluorescence Probe. Sensors and Actuators B: Chemical 2025, 423, 136713. https://doi.org/10.1016/j.snb.2024.136713.
3.3.6 Imidacloprid
Xu等人设计了具有高催化活性和高稳定性的金铂（Au@Pt）纳米酶，并利用双模式信号输出提高了ELISA的灵敏度和可信度。 氧化后的 3,3′,5,5′-四甲基联苯胺（ox-TMB）具有较宽的吸收光谱，具有良好的光密度和荧光淬灭能力。 在比色和荧光模式下，Imidacloprid的检测限分别为 0.88 μg/L 和 1.14 μg/L。 
Zhai, R.; Chen, G.; Liu, B.; Liu, G.; Zhang, X.; Liu, J.; Xu, X.; Zhang, Y.; Wang, J.; Jin, M.; Xu, D. Kill Two Birds with One Stone: Colorimetric/Fluorescence Immunosensor Based on Au@Pt Nanozyme for Sensitive Detection of Imidacloprid. Microchim Acta 2024, 191 (10), 637. https://doi.org/10.1007/s00604-024-06718-1.
3.4 检测方法
Shah等人利用绿色溶剂和 4-chloro-7-nitrobezofuran 作为荧光探针，开发出了一种可靠的微波辅助光谱荧光测定方法，该方法耗费的溶剂和样品分析时间较少，可用于评估强制降解样品和上市制剂中的巴氯芬浓度。
Prajapati, P.; Patel, A.; Surana, V.; Pulusu, V. S.; Haque, A.; Kalam, M. A.; Shah, S. Whiteness, Redness, Blueness and Greenness Profile Assessment and Design of Experiments Approach to Microwave‐aided Sensitive and Green Spectrofluorophotometric Determination of Baclofen. Luminescence 2024, 39 (10), e4911. https://doi.org/10.1002/bio.4911.
Shah等人开发了一种微波辅助荧光检测 HPTLC 方法，并将其应用于米拉贝琼的定量分析；该方法既灵敏又环保，在 50-250 皮克/带的米拉贝琼浓度范围内，所建议的方法呈线性关系。结果表明，该方法的回收率为 98 % 至 102 %。在估算米拉贝琼时，精密度和稳健性研究的 RSD % 小于 2.0。经测定，市售制剂中米拉贝琼的分析回收率为标签标示值的 98 % 至 102 %。米拉贝琼的检测限为 10 皮克/带，定量限为 50 皮克/带。
Prajapati, P.; Patel, K.; Shakar Pulusu, V.; Haque, A.; Abul Kalam, M.; Shah, S. Microwave-Aided Sensitive and Eco-Friendly HPTLC Method for Estimation of Mirabegron Using NBD-Cl as Bio-Sensing Fluorescent Probe by Integration of Principal Component Analysis, Response Surface Modelling and White Analytical Chemistry Approach. Microchemical Journal 2024, 207, 111862. https://doi.org/10.1016/j.microc.2024.111862.
4 成像型荧光材料
4.1 细胞器成像
4.1.1 Lipid Droplet
Wang等人合成了一种极性-粘度响应香豆素荧光探针 Cou-CN，与商用脂滴染料 BODIPY 相比，Cou-CN 在 HepG2 细胞中表现出良好的脂滴照明效果，相关系数达到 0.92。 此外，在烟草根茎幼苗细胞中，探针与亲脂性商业染料尼罗河红共同染色，相关系数高达 0.9。
He, Y.; Li, L.-K.; Wang, M.-H.; Tian, J.-R.; Chen, G.-Y.; Wang, J.-Y. A Novel Fluorescent Probe for Viscosity and Polarity Detection in Real Tobacco Root Cells and Biological Imaging. Photochem Photobiol Sci 2024. https://doi.org/10.1007/s43630-024-00637-z.
4.2 细胞成像
Dhar等人在室温（RT）下，使用 4-氨基-3-羟基萘-1-磺酸和各种伯胺和仲胺，在水和 iPrOH（1:1）混合物中高效地一步法无试剂合成了 4-芳基/烷基氨基-1,2-萘醌，这些化合物在各自的 λmax 值（330-350 nm）激发下，在可见光区域显示出荧光发射带（400-470 nm）， 在与细胞荧光成像相关的浓度水平下，萘醌衍生物未显示出任何细胞毒性作用。
Nagar, B.; Agrawal, T.; Rakshit, T.; Bijayi Dhar, B. Catalyst Free Synthesis of 4‐Aryl/Alkylamino‐1,2‐Naphthoquinones: Applications in Fluorescence Microscopy. ChemistrySelect 2024, 9 (36), e202402531. https://doi.org/10.1002/slct.202402531.
4.3 细胞功能成像
4.3.1 细胞摄取
Clausen等人合成了 sulfoCy7-αGalCer 1 和 sulfoCy5-αGalCer 2，这些荧光探针由αGalCer和sulfoCy7/sulfoCy5 组成。 作者使用荧光成像和流式细胞仪对其在小鼠树突状细胞系中的细胞呈现进行了研究。 成像结果表明，装载了 sulfoCy5-αGalCer 的脂质体能以异质性和浓度依赖性的方式被 DC2.4 细胞吸收。
Romanò, C.; Lund, P.; Wei, P.; Jiang, H.; Stoll, C.; Clausen, M. H. Synthesis of sulfoCy5‐ and sulfoCy7‐αGalCer Probes as Chemical Tools for Investigating the Uptake of Liposomal αGalCer Conjugates by Antigen Presenting Cells. Eur J Org Chem 2024, e202400998. https://doi.org/10.1002/ejoc.202400998.
4.4 微环境成像
4.4.1 pH
Ye等人合成了一种基于 ESIPT 机制的新型荧光探针 TH-1，该探针在不同 pH 溶液中显示出特异的荧光效应。重要的是，AChE 催化了碘化乙酰硫代胆碱（ATCH）的水解产物，并改变了溶液的 pH 值，从而影响了其荧光强度。此外，探针 TH-1 还被用于检测活细胞和线虫体内的 pH 值，为揭示 OPs 在生理和病理过程中的潜在机制提供了一种高效的化学传感器。
Wang, H.-C.; Tang, H.; Wu, S.-M.; Liu, J.-M.; Yu, H.; Ning, S.; Li, Y.; Liu, Y.-F.; Zhu, J.-X.; Xu, L.-S.; Wang, Y.-J.; Ye, Y.-X. A Novel Fluorescent Sensor for Evaluating pH Changes in Organophosphorus Pesticides-Treated Cells and C. Elegans. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy 2025, 326, 125251. https://doi.org/10.1016/j.saa.2024.125251.
4.5 器官成像
4.5.1 脑部成像
Wang等人报告了由 Aza-BODIPY 制备的可代谢的纳米点，用于脑部多光子成像。供体-受体-供体（D-A-D）型共轭结构的设计使荧光团在 1620 纳米和 2200 纳米激发下都具有较大的三光子吸收截面。 侧链修饰和脂质封装产生了超小纳米点（≈4 nm），并在水相 720 nm 发射波长处产生了高荧光量子产率（≈0.35）。 在活体小鼠研究中，皮层下结构的三光子脑深部成像达到了脑表面以下 1900 微米的深度。
Li, W.; Deng, X.; Zhang, Z.; Fang, X.; Liu, Y.; Yang, Y.; Zhong, J.; Zhang, C.; Zhang, Y.; Wang, Y.; Wu, C.; Wang, K. Renal‐Clearable Organic Probes From D–A–D Type Aza‐BODIPY Fluorophores for Multiphoton Deep‐Brain Imaging. Small 2024, 2403994. https://doi.org/10.1002/smll.202403994.
5 诊疗型荧光材料
5.1 疾病诊断
5.1.1 甲状腺炎
Song等人开发了一种新型荧光探针 Ox-NE，用于特异性检测和量化中性粒细胞弹性蛋白酶（NE），这是一种关键的炎症生物标志物。Ox-NE 利用一种独特的机制将本底荧光最小化并增强了光稳定性，从而提供了快速、无创和明显的诊断能力。Ox-NE 的检测限（LOD）低至 1.54 μg/mL，灵敏度和特异性高，抗干扰性强，此外，它还能区分正常甲状腺细胞、甲状腺炎症细胞和甲状腺癌细胞。
Zhang, S.; Ma, M.; Li, J.; Xu, L.; Ma, P.; Han, H.; Song, D. Neutrophil Elastase Specific Fluorescent Probe for Early Diagnosis of Thyroiditis via Serum Sample Testing and Fluorescence Imaging. Sensors and Actuators B: Chemical 2025, 423, 136736. https://doi.org/10.1016/j.snb.2024.136736.
5.1.2 肝纤维化
Xiao等人利用高精度荧光引导的表面增强拉曼散射（SERS）成像技术构建了用于肝纤维化分期的多重胶原蛋白指纹图谱。SF 探针（即 SF-I、SF-IV 和 SF-D）分别对肝纤维化组织中的 I 型、IV 型和变性胶原蛋白具有特异性靶向作用。荧光引导 SERS 成像的结果突出了该方法对胶原蛋白进行分型、定位和定量的能力，从而为了解胶原蛋白在肝纤维化发展过程中的作用提供了新的视角。
Nian, L.; Cai, X.; Li, W.; Jiang, Y.; Wu, Q.; Xiao, J. Multiplex Collagen Fingerprinting for the Staging of Hepatic Fibrosis Using High-Precision Fluorescence-Guided SERS Imaging. Anal. Chem. 2024, acs.analchem.4c02847. https://doi.org/10.1021/acs.analchem.4c02847.
6 应用型荧光材料
7 防伪加密
Chang等人开发出了 NIR-I 激活的正交 NIR-IIb/c （1530/1825 纳米）发射纳米粒子（ONNPs）。 RFI 技术和正交 NIR-II 发射 ONNPs 被用于血管深度检测及信息存储的防伪和解密中，展示了 4 × 1 二进制矩阵中光学编码和编码过程的优越性。
Li, Q.; Huang, Y.; Zhu, H.; Zhu, Y.; Yi, Y.; Li, X.; Chen, H.; Li, B.; Li, D.; Chang, Y. NIR‐I Activated Orthogonal NIR‐IIb/c Emissions in a Lanthanide‐Doped Nanoparticle for Fluorescence Imaging and Information Encryption. Advanced Science 2024, 2408097. https://doi.org/10.1002/advs.202408097.