Fluolab
关注细菌
一项来自《柳叶刀》的研究预测Global burden of antimicrobial resistance and forecasts to 2050，在未来25年内，耐药超级细菌（超级病菌）感染将导致近4000万人死亡，并呼吁采取行动以避免这一严峻形势。研究指出，自1990年至2021年，全球每年有超过100万人死于超级病菌感染，即抗菌素耐药性（AMR）。尽管五岁以下儿童因超级病菌导致的死亡在过去30年中减少了50%以上，但感染一旦发生则更难治疗。同时，70岁以上人群的死亡率增加了80%以上，反映出老年人口对感染的脆弱性增加。特别是耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）导致的死亡在2021年翻了一番，达到13万例。研究通过模型预测，如果不采取行动，到2050年，AMR导致的直接死亡人数将增加67%，达到近200万例，并间接导致额外820万例死亡。但如果全球加强严重感染的护理和抗菌药物的获取，到2050年可挽救9200万人的生命。该研究涉及22种病原体、84种药物与病原体的组合以及11种传染病综合征，基于204个国家和地区5.2亿份个体记录的数据。
1 检测型荧光探针
1.1 小分子检测
1.1.1 GSH
Yang等人在Sensors and Actuators B: Chemical发表了一篇关于生物成像的谷胱甘肽荧光探针的研究性文章，他们通过改变罗丹明的水溶性，调节了罗丹明开-关环的平衡，使得罗丹明这种传统的荧光染料能够更好的检测谷胱甘肽。
Y. Shi, X. Ji, Q. Jin, Z. Li, X.-F. Yang, Sensors and Actuators B: Chemical 2024, 136634.
1.1.2 H2O
Anand等人利用芘甲醛衍生物制备了一种碳点，这种碳点在四氢呋喃和水的混合溶液中展现出了聚集诱导发光特性，而作者利用这种特性实现了酒精中水分的检测，此外，合成的碳点还可以被用作丝网油墨的荧光着色剂，使用这种着色剂的印刷品能够发射出黄色的荧光，因此能够实现防伪的功能。
N. Ullal, B. Sahoo, D. Sunil, S. D. Kulkarni, K. Udaya Bhat, P. J. Anand, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 2024, 135362.
1.1.3 Al3+
Saha等人开发了一种基于丁香酚磺酰基衍生物的荧光化学传感器H4L，该传感器在存在其他竞争金属离子的情况下，能够对Al3+实现高选择性的检测。此外，作者还研究了在Na2EDTA存在下H4L的再生性和可逆性。并且已有效用于实际样品及试纸条中Al3+离子的检测。
M. Khatun, A. Sanphui, S. Malik, S. Ghosh Chowdhury, P. Karmakar, A. Saha, Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry 2025, 459, 116023.
1.1.4 CPL
Nasimalai等人开发出一种基于氮硫掺杂碳量子点（N, S-CQDs）的分子印迹聚合物（MIP）传感器，用于检测食品和临床样本中纳摩尔级别的氯霉素（CPL）。该传感器检测限低至7.65 nM，线性范围为0.24 μM至26.1 μM。在实际应用中，传感器对临床和食品样本的检测表现出高度一致性。
A. M. A, R. Joseph, S. Kutti Rani, N. Vasimalai, Microchemical Journal 2024, 111675.
1.1.5 TC
Omer成功合成了一种新型双态红色发光的锌基金属有机框架（MOF，命名为UoZ-7），能够在溶液和固态纸基上检测目标分子。UoZ-7被成功应用于四环素（TC）的双模式检测，包括荧光比率法和显色法。
S. Sh. Mohammed Ameen, K. M. Omer, ACS Appl. Mater. Interfaces 2024, acsami.4c13115.
1.2 大分子检测
1.2.1 DNA酶
Liang等人报道了一种基于 G4h DNA 酶模型的新型浓度和活化双响应策略，该策略同时使用 G4h 结构特异性信号探针进行酶浓度分析和 G4h DNA 酶催化反应进行酶活化分析。在最佳条件下，双反应策略可有效地用于同时分析 G4h DNA 酶的浓度和活化情况，其检测限分别为 718.7 pM 和 233.4 nM 
Y.-S. Li, C.-F. Feng, H.-R. Chen, W.-G. Yang, F. Liu, M.-L. Su, R. Yuan, L.-Q. Zhang, W.-B. Liang, Analytica Chimica Acta 2024, 343246.
1.2.2 硝基还原酶
Qiu等人开发了一种近红外荧光探针DSM-NO2，用于检测肿瘤细胞内硝基还原酶（NTR）的活性。该探针通过一步合成法获得，对NTR高度敏感，能在缺氧条件下实现50倍的荧光增强，检测限低至1纳克/毫升。在肿瘤细胞缺氧环境中，由于细胞粘度增加，荧光增强效果可达220倍，检测限进一步降低至55皮克/毫升。
Z. Wang, W. Zhang, S. Li, Z. Qiu, Microchemical Journal 2024, 206, 111605.
1.2.3 凝血酶
Shu等人开发了一种基于量子点（QDs）与纤维蛋白原（Fib）相互作用的荧光传感器，用于检测凝血酶及其抑制剂的筛选。在优化条件下，该方法在2~100 U/L范围内表现出优异的线性关系（R2≥0.99），检测限低至0.29 U/L。此外，该方法还成功用于筛选凝血酶抑制剂，即使浓度低至1 nM也能有效检测。最后，该方法成功应用于筛选23种不同地鳖提取物中的凝血酶抑制剂。
J. Ning, X. Bao, H. Chen, Z. Yan, L. Ding, C. Shu, Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy 2025, 325, 125136.
1.2.4 抗生素
Jin等人成功合成并表征了一种新的基于Pb（II）的三维金属有机框架（MOF）材料[Pb(SDBA)]n·1.75DMF（1）。该MOF被用作发光传感器，用于敏感且选择性地检测抗生素，特别是能够选择性地识别呋喃唑酮（FZD），检测限低至1.01 × 10-6 M。有趣的是，使用浸有该MOF的试纸条，在365 nm紫外灯下可直接用肉眼检测FZD。
G. Li, Y. Miao, C.-Y. Liu, M. Afzal, A. Alarifi, M. Trivedi, M. R. Jayswal, A. Kumar, J.-C. Jin, Journal of Molecular Structure 2025, 1321, 140053.
1.3 多指标检测
1.3.1 粘度与次氯酸
Yan等人开发了一种名为JDK的荧光探针，用于实时监测和原位检测次氯酸盐和粘度水平，这两者作为关键的微环境指标，在疾病诊断中具有重要意义。JDK探针基于FRET和TICT系统，采用了一种新型受体——2-(2-(5-(二甲基氨基)噻吩-2-基)乙烯基)-1,3,3-三甲基-3H-吲哚-1-鎓荧光团。JDK探针能够以极快的响应时间（1分钟内）和低检测限（28.5 nM）追踪次氯酸盐。重要的是，JDK探针易于附着于线粒体，而线粒体中的生理过程可能会因次氯酸盐和粘度异常浓度而受到干扰。研究成功地在活细胞和斑马鱼中可视化了内源性次氯酸盐和粘度水平。
X. Zhang, X. He, Y. Si, X. Nie, S. Lun, C. Wang, L. Lin, Y. Yan, Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy 2025, 325, 125149.
2 生物成像型荧光探针
2.1 细胞结构成像
2.1.1 脂滴
Wang等人报道了一种具备“免洗”特性的荧光探针，该探针基于苄基亚甲基丙二腈桥接的 "D-A-D "结构，具备聚集诱导发光的特性，因此材料在生物成像中具有 "免洗 "特性，此外，APBM 还具有出色的 LDs 靶向能力，可成功用于区分正常细胞和癌细胞，监测不同营养条件下 LDs 的动态以及与线粒体的相互作用。 
Q. Shi, W. Zhao, J. Ou, L. Yang, M. Chen, Y. Feng, X. Meng, J. Yang, C. Wang, Dyes and Pigments 2025, 232, 112459.
2.1.2 细胞核
Yu等人最近研究了一种吡啶-2,6-二羧酸衍生物的荧光特性，结果发现这种材料中的羧基和吡啶组成的结构可以和多种金属阳离子结合，并以此淬灭探针的荧光，同时，探针具备较大的双光子吸收截面，约100GM，而生物成像发现该荧光探针可以靶向到细胞的细胞核，因此可以作为细胞核的铜离子检测探针。
Z. Wei, Q. Ji, Y. Qi, L. Song, F. Xiong, J. He, L. Mao, G. Yu, ChemistrySelect 2024, 9, e202401486.
2.1.3 植物细胞荧光成像
Nasar等人合成了一种新型 AB2型封端异氰酸酯单体，能够在DMF中形成超支化聚（偶氮酯）氨基甲酸酯（HBPAEUs）。这种聚合物不仅能对各种革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌表现出抗菌活性，而且能够对洋葱表皮细胞和真菌细胞进行染色成像。 
A. Gopalakrishnan, M. Nandhagopal, M. Narayanasamy, C. Sivakumar, M. Vanjinathan, A. S. Nasar, Journal of Polymer Science 2024, pol.20240496.
2.2 细胞动态成像
2.2.1 自噬
Tang等人报道了一种基于花菁的超分子荧光探针， 探针不仅具备粘度响应的特性，还能选择性地对G-quadruplex进行成像，基于这种特性，作者将其用于细胞自噬的动态研究。 
R. Bai, D. Yang, R. Sun, X. Zhang, L. Shi, J. Liu, H. Sun, L. Yao, Y. Tang, Analytica Chimica Acta 2024, 1329, 343245.
3 诊疗型荧光探针
3.1 光动力治理
Zhu等人提出了一种新的方法来改变光动力疗法（PDT）中产生的活性氧（ROS）的类型，而不需要复杂的有机合成。研究发现，如果把更多的脂肪酸加到AIE PS里，这些光敏剂就会变得更扭曲，这时它们主要产生I型的ROS（•OH自由基）。作者利用这种以第一种类型ROS为主的光动力疗法系统对临床上耐药的细菌进行了杀菌效果验证，结果表明能显著加速细菌感染伤口在小鼠身上的愈合。
Z. Sun, J. Wang, M. Xiao, K. Wu, C. Wang, H. Fu, S. Lv, L. Shi, C. Zhu, Chemical Engineering Journal 2024, 155782.
3.2 手术导航
An等人成功合成了一种γ-谷胱甘肽（GSH）响应的近红外（NIR）BODIPY探针“Pro-Dye”，该探针在溶液和高浓度GSH的癌细胞内能被迅速特异性激活，而在正常细胞中保持惰性。在Pro-Dye纳米颗粒荧光成像的实时引导下，能够精确切除肿瘤，边界清晰。 
S. Han, C. Deng, M. Zheng, L. Yang, H. Kong, Y. He, Y. Zheng, G. Deng, Y. Ren, F. An, Chinese Chemical Letters 2024, 110459.
4 阅读
最近在学习荧光显微镜的基本知识，才发现设备的构造远比我们想象中的复杂和精密，光的波粒二象性，特别是波的特性，会极大的影响其在显微成像中的传播，比如半波损失等等，而一个看似简答的照明系统，也就是我们常说的光源，其结构也非常复杂，需要考虑光照射在样本上的均一性等等，确实博大精深。