荧光爱好者周刊（第十五期）

本周图像，1991年，科学家发现了一个非凡的事情：你的心脏拥有一个独立的大脑——一个具有「思考、记忆和感受」的神经网络。这个发现正在改变我们应对慢性压力（并理解慢性压力）的方式。图片来源

1 理论及综述

1.1 机理研究

1.1.1 细胞膜环境对荧光寿命的影响

The Molecular Mechanism of Fluorescence Lifetime of Fluorescent Probes in Cell Membranes

荧光探针对于解析细胞膜结构和动力学包括膜流体性、极性和脂质分子有序性的至关重要。探针的荧光寿命描述了荧光分子在返回基态之前保持激发状态的一个平均持续时间，并且对环境变化很敏感。然而，确定荧光寿命的分子机制和固有特性仍然没有得到探索和充分研究。此外，探针对膜的影响也不清楚。在这项研究中，我们通过结合分子动力学 (MD) 模拟、增强的采样方法、荧光寿命成像显微镜 (FLIM) 和时间相关单光子计数 (TCSPC)，研究了探针和脂质之间的相互作用以及探针在结核分枝杆菌 (Msm) 的外膜和内膜内的结构特性。结果表明，即使探针对膜脂质的影响很小，不同的膜环境也会显著影响探针的荧光寿命。基于全原子模拟的分析表明探针在膜内的浸入深度与其荧光寿命之间存在很强的相关性。具体来说，埋在远离水分子快速碰撞的膜环境中的探针会表现出更长的荧光寿命。这项工作揭示的细胞膜中探针荧光寿命的分子基础将增强对荧光探针的理解，并有助于新型高效探针的合理设计。

Liu, Y.; Mathew, L.; Yu, C.; Fu, L.; Shu, Z.; Kapoor, S.; Duan, M. The Molecular Mechanism of Fluorescence Lifetime of Fluorescent Probes in Cell Membranes. J. Phys. Chem. Lett. 2024, 15 (50), 12293–12300. https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.4c02731.

1.2 综述

1.2.1 疾病酶的检测

Recent progress towards the development of fluorescent probes for the detection of disease-related enzymes

酶的活性决定着正常的生理功能以及各种病理状态的调节机制，因此，实时测定酶的体内活性对于监测生理代谢和疾病诊断至关重要。传统酶检测试剂盒不能进行活体检测，它们存在着成本高、操作繁琐、不可避免地产生有创操作、时空分辨力低、抗干扰能力差、应用范围受限等缺点。荧光成像技术因其无损性、环境超敏性、时空分辨力高而成为实时观察活细胞、成像活体内蛋白动态和细胞内信号网络、评估分子相互作用的强有力手段。近年来，酶在生物系统检测与成像方面已取得了长足的进展。荧光探针结合共聚焦技术的高灵敏度和无与伦比的时空分辨力引起广泛关注。本文重点综述了用于监测疾病相关酶的熒光探针的设计最新进展及其在生物成像中的应用，希冀能引起相关研究者的广泛关注，促进酶的活性在活细胞及体内模型中实时监测荧光探针的开发和应用研究，为新型生物探针的研发提供借鉴。

Mishra, L.; Mishra, M. Recent Progress towards the Development of Fluorescent Probes for the Detection of Disease-Related Enzymes. J. Mater. Chem. B 2025, 10.1039.D4TB01960A. https://doi.org/10.1039/D4TB01960A.

1.2.2 四配位硼基荧光材料

Recent Advances in Tetra-Coordinate Boron-Based Photoactive Molecules for Luminescent Sensing, Imaging, and Anticounterfeiting

四配位硼基荧光材料因其独特且可精细调节的光电特性，在化学、生物学和材料科学领域具有广阔的应用前景。杂原子硼 (B) 的引入使这些材料能够表现出高发光量子产率、可调节的吸收和发射波长以及出色的光稳定性。本综述考察了四配位硼基光活性分子的分子设计和应用，重点介绍了它们在荧光传感、防伪和成像中的作用。我们概述了结构特征如何影响其性能，并讨论了提高其性能的策略，包括配体修饰和共轭长度的扩展等。此外，本文还探讨了该领域的未来研究重点，包括分子结构多样化和增强分子稳定性的策略，这有望为诸如传感、成像和信息安全等领域的挑战提供创新的解决方案。

Hu, D.; Huang, R.; Fang, Y. Recent Advances in Tetra-Coordinate Boron-Based Photoactive Molecules for Luminescent Sensing, Imaging, and Anticounterfeiting. Precision Chemistry 2024, prechem.4c00072. https://doi.org/10.1021/prechem.4c00072.

1.2.3 基于AIE的层析技术

Novel reporter based on Aggregation-induced emission Luminogens for lateral flow immunoassay: A mini review

荧光侧向免疫层析检测（LFIA）因其强大的信号读出能力而闻名，其灵敏度比传统LFIA高大约1-2个数量级。然而，大多数荧光材料在高浓度下会发生聚集导致的猝灭（ACQ），这限制了这些荧光报告基因的性能。抑制ACQ的聚集诱导发射光源（AIEgens）表现出优异的光学性能，在免疫检测中备受关注。本文从以下三个主要方面对基于AIEgens的LFIA进行了广泛综述：（1）基于AIE的报告基因，包括单一AIEgens、非染料类型的AIE材料和AIEgens负载型的荧光微球；（2）偶联策略，包括静电吸附、EDC法、定向抗体偶联和表面修饰；（3）潜在类型的AIE-LFIA，包括分子工程、AIEgens掺杂和AIEgens的新型限制策略。特别是，还详细讨论了基于AIEgens的LFIA的未来挑战和前景，旨在为开发高性能基于AIEgens的 LFIA 在广泛的应用领域提供指导。

Zhang, G.; Yu, S.; Peng, J.; Xiong, Y.; Hu, L.; Lai, W. Novel Reporter Based on Aggregation-Induced Emission Luminogens for Lateral Flow Immunoassay: A Mini Review. TrAC Trends in Analytical Chemistry 2025, 183, 118098. https://doi.org/10.1016/j.trac.2024.118098.

2 检测型荧光材料

2.1 金属/阳离子

2.1.1 Zn2+

Quantification of lysosomal labile Zn2+ and monitoring of Zn2+ efflux using a small-molecule–protein hybrid fluorescent probe

溶酶体游离 Zn2+ 水平一直不清楚。通过 VAMP7-Halo 将小分子荧光 Zn2+ 探针 ZnDA-3H 靶向溶酶体，确定 HeLa 细胞中溶酶体游离 Zn2+ 浓度为 1.9 nM。此外，ZnDA-3H 可以直接观察 TRPMLs 激活后 Zn2+ 从溶酶体流出到胞质溶胶的过程。

Du, Y.; Kowada, T.; Sung, E.; Liu, R.; Soloviev, A.; Matsui, T.; Mizukami, S. Quantification of Lysosomal Labile Zn2+ and Monitoring of Zn2+ Efflux Using a Small-Molecule–Protein Hybrid Fluorescent Probe. Journal of Inorganic Biochemistry 2025, 264, 112811. https://doi.org/10.1016/j.jinorgbio.2024.112811.

2.1.2 Sn2+

Schiff bases and oligomers derived from trifluoromethylaniline-based monomers: Thermal, optical, electrochemical properties and applications as fluorescent probes for Sn2+

研究范围内，以3,5-双(三氟甲基)苯胺（一种含卤素的苯胺衍生物）为原料，与三种不同的醛，3-羟基-4-甲氧基苯甲醛、水杨醛和2-羟基-1-萘甲醛缩合、制得了三种不同的席夫碱。对合成的三种席夫碱进行了表征，并在次氯酸钠（强氧化剂）存在下将它们氧化聚合。用紫外-可见光谱、傅里叶变换红外光谱、1H 核磁共振氢谱、13C 核磁共振碳谱阐明了这三种单体和聚合物的结构性质。通过凝胶渗透色谱法（GPC）测定它们的分子量，测定结果表明氧化反应得到的巨分子处于低聚物量级。为了研究它们的电化学性质，用循环伏安法（CV）測定了它们的氧化还原电位。计算了合成的席夫碱和低聚物的HOMO-LUMO 电位和电化学能隙值。采用热重-差热分析（TG-DTA）测定单体和低聚物的热稳定性。测定结果表明得到的低聚物的热稳定性高于席夫碱。分别利用差示扫描量热法（DSC）和扫描电镜（SEM）测定低聚物的玻璃化转变温度（Tg）和表面形貌。用紫外-可见光谱和荧光光谱考察了它们的光学性质。研究发现，作为席夫碱之一的1-(((3,5-双（三氟甲基）苯基）亚氨基)甲基)萘-2-醇（TFMHN）在系列金属离子中对Sn2+具有点亮荧光传感性质，其荧光发射强度随着Sn2+的增加而增加，可以用作Sn2+的选择性和灵敏荧光探针，检出限（LOD）值为7.14 × 10-8 M。

Yeldir, E. K.; Kaya, İ.; Tutluel, O. Schiff Bases and Oligomers Derived from Trifluoromethylaniline-Based Monomers: Thermal, Optical, Electrochemical Properties and Applications as Fluorescent Probes for Sn2+. Reactive and Functional Polymers 2025, 207, 106133. https://doi.org/10.1016/j.reactfunctpolym.2024.106133.

2.2 阴离子

2.2.1 CN-

New insights into the recognition and sensing mechanism of a CN– fluorescent probe: A theoretical study

密度泛函理论（DFT）和时变密度泛函理论（TDDFT）方法已经用于研究用于氰离子（CN-）检测的荧光探针AHAM的识别和传感机制。通过异构体计算和玻尔兹曼分布分析，我们确定了探针 AHAM 的合理结构，该结构不同于先前研究中提出的结构。我们进一步证实，AHAM 和 CN- 之间的反应位点是 NH2 单元中的氢原子，而不是 OH 单元中的氢原子。对于探针 AHAM，激发态结果表明，单一荧光发射归因于激发态分子内质子转移 (ESIPT) 过程和 AHAM-酮发射。AHAM 观察到的实验弱荧光是由 S1 态中 AHAM-酮的扭曲分子内电荷转移 (TICT) 过程引起的。在添加 CN- 时，溶液表现出开光荧光，并出现双发射带。势能曲线 (PEC) 计算表明，这些双发射带分别对应于 AHAM-CN--烯醇和 AHAM-CN--酮的发射。开光荧光是由于 TICT 过程受到抑制。此外，我们进一步研究了在添加 TFA 时 CN- 检测过程中观察到的“关-开-关”现象。结合能结果表明，逆反应机制是由于与 AHAM 相比，TFA 对 CN- 检测具有更高的亲和力。

Gao, H.; Ma, Y.; Li, C.; Che, L.; Liu, J. New Insights into the Recognition and Sensing Mechanism of a CN– Fluorescent Probe: A Theoretical Study. Chemical Physics Letters 2025, 860, 141804. https://doi.org/10.1016/j.cplett.2024.141804.

2.3 小分子

2.3.1 Cyanazine

Unveiling Interference-Free Acridine-Calix[4]Arene-Based Fluorescence paper and Electrochemical Sensor for Cyanazine from Agricultural Produces

采用卡[4]芳烃骨架与9-氨基吖啶部分相结合构建了用于氰嗪(CNZ)的荧光传感器L1。已识别的三嗪除草剂CNZ降低了L1的荧光强度，表现出“猝灭”现象，从发射研究中获得的检测限为7.79 μM。在5-105 μM的范围内观察到L1:CNZ的猝灭响应，计算出的结合常数为9.201×106 M-1。还进行了CNZ加标到L1中的实验，以使用蔬菜和谷物评估L1的效力。此外，已经制备了一种基于纸的装置，以便实施该策略以现场监测CNZ。通过进行循环伏安法、差分脉冲伏安法、1H NMR、FT-IR、MALDI-TOF、1H NMR滴定、PXRD研究和计算分析等电化学研究证实了L1:CNZ的结合。

Soni, H.; Shukla, M.; Chaudhari, D.; Gandhi, S.; Pandya, A.; Sutariya, P. G. Unveiling Interference‐Free Acridine‐Calix[4]Arene‐Based Fluorescence Paper and Electrochemical Sensor for Cyanazine from Agricultural Produces. Analysis & Sensing 2024, e202400088. https://doi.org/10.1002/anse.202400088.

2.3.2 nitroaromatic

Supramolecular nanoarchitectonics of oligo(p-phenylenevinylene) for nitroaromatic detection

选择性地检测硝基芳香族化合物（NACs）由于其频繁使用和影响人类生活，在反恐和边境安全中发挥着至关重要的作用。因此，迫切需要用于检测爆炸物的有效方法。据报道，各种发色团可以检测NACs；然而，这些发色团的合成非常复杂，且前期处理繁琐且昂贵。在这份手稿中，我们报道了通过 Knoevenagel 缩合合成低聚（对亚苯基乙烯基）（PHPA），它具有聚集诱导发射（AIE）性质，用于检测NACs。PHPA 和NACs之间的非共价相互作用导致荧光发射显着降低。PHPA 在 NAC 中表现出与苦味酸 (PA)、2,4-二硝基苯酚 (DNP) 和对硝基苯酚 (NP) 的荧光猝灭。此外，1H-NMR、IR 和紫外-可见吸收光谱研究表明 PHPA 发色团的发射猝灭源自于 PHPA 与 NACs 之间通过氢键形成的络合物。算出的猝灭常数为 9.86 × 104M-1、2.56 × 104M-1 和 9.96 × 104M-1对于 PA、DNP 和 NP，低。检测限分别计算为 0.62 µM、1.7 µM 和 5.3 µM。这种发色团易于合成和大量生产，确保其在未来广泛用于实时爆炸物检测。

Gawade, V. K.; Jadhav, R. W.; Singh, P. K.; Puyad, A. L.; Bhosale, S. V. Supramolecular Nanoarchitectonics of Oligo(p-Phenylenevinylene) for Nitroaromatic Detection. Journal of Molecular Structure 2025, 1325, 141042. https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2024.141042.

2.3.3 Uric Acid

A Novel Turn-On Fluorescence Probe for Selective Picomolar Detection of Uric Acid Using Green Carbon Dots (G-NCDs) from Waste Brachyura Shells

本研究报道了一种新型荧光绿色碳点 (G-NCDs) 的合成方法，使用了一种简单、绿色的技术从废弃的短尾蟹壳中提取。G-NCDs 可用作开启荧光探针，在多巴胺 (DA) 存在下选择性检测尿酸 (UA)。合成的碳点在可见光下呈沙色，在紫外辐射下呈浅绿色荧光。使用紫外-可见光谱、傅里叶变换红外光谱、X 射线光电子能谱、扫描电镜-能量色散 X 射线光谱、高分辨率透射电子显微镜、X 射线衍射和光致发光光谱技术对 G-NCDs 进行了表征。G-NCDs 的扫描电镜-能量色散 X 射线光谱数据显示出层状纤维形态，并证实基质中仅存在碳、氮和氧。傅里叶变换红外光谱和 X 射线光电子能谱响应证实了 G-NCDs 表面上存在 -C≡N、-C≡C-、CH、=C-H、O-H 等官能团。X 射线衍射数据证实 G-NCDs 是结晶的，粒径为 4.51 nm。量子产率为 99.8%。光致发光响应证实随着 DA 的增加荧光关闭。通过线性 Stern-Volmer 图确认荧光共振能量转移 (FRET)，一种动态猝灭形式，是造成 DA 猝灭的原因。随着在 DA 存在下 UA 浓度的增加，荧光开启，UA 的最小选择性检出限为 0.23 × 10−12 M。在 DA 存在下选择性检测 UA 的原因如下：i) 在 UA 存在下 G-NCDs 的带隙减小；ii) G-NCDs 上带负电荷的羧基和 UA 分子上带正电荷的仲胺基之间的静电吸引；iii) 靠近 G-NCDs 表面的 UA 分子关闭聚多巴胺的形成；iv) UA 分子中的酮/羟基与 G-NCD 表面的氨基之间形成氢键导致生成表面缺陷，从而产生荧光。首次报道在 DA 存在下使用 G-NCDs 时，UA 的最低检测限为 0.23 × 10−12 M。未来，G-NCDs 将用于检测生物液体中的 UA。

Ramachandran, R.; Jini, A. R.; Vergheese Thomas, M. A Novel Turn‐On Fluorescence Probe for Selective Picomolar Detection of Uric Acid Using Green Carbon Dots (G‐NCDs) from Waste Brachyura Shells. Part & Part Syst Charact 2024, 2400200. https://doi.org/10.1002/ppsc.202400200.

2.3.4 H2O2

Insight into the activation detection of hydrogen peroxide by N-[4-(triethylaminomethyl)benzoyl] caprolactam chloride based on fluorescent probes and LC-MS

双氧水(H2O2)与N-[4-(三乙胺甲基)苯甲酰]己内酰胺氯化物(TBCC)的混合物在低温和弱碱性条件下提高了优异的漂白效果，极大地降低了能耗。然而，TBCC在双氧水溶液中的复杂过氧化氢分解途径及其在此过程中对织物白度随后的影响仍然难以捉摸。本研究提出了一种综合分析方法，利用紫外分光光度法、荧光探针、共聚焦荧光显微镜和液相色谱-质谱法(LC-MS)来检查棉织物漂白过程的关键方面。具体来说，我们专注于检测和定量漂白反应中的关键产物N-4-(三乙胺甲基)过氧乙酸(TPA)。该研究检测并定量了TPA，同时强调TPA的浓度不足和时间缩短会严重损害漂白效果。值得注意的是，在不同条件下TPA生成速率的变化揭示了为什么TBCC在低温和弱碱性条件下表现出优异的漂白性能。这一见解为影响漂白过程的关键因素提供了新的视角和宝贵的见解。该方法也适用于其他漂白活化剂，通过控制这些因素并结合实际条件，可以有效减少能量浪费，并为优化漂白领域的未来实践提供有价值的信息。

Gu, F.; Ma, Z.; Liu, Y.; Wang, X.; Du, P.; Jiang, Y.; Xiao, G.; Qu, Y.; Xu, C. Insight into the Activation Detection of Hydrogen Peroxide by N-[4-(Triethylaminomethyl)Benzoyl] Caprolactam Chloride Based on Fluorescent Probes and LC-MS. Microchemical Journal 2025, 208, 112409. https://doi.org/10.1016/j.microc.2024.112409.

2.3.5 hydrazine

A phenothiazine-based “turn-on” fluorescent probe for the detection of hydrazine in water, soil, plant and food samples

作为一种常见化学原料，肼（N2H4）即使残留少量也会对环境造成不可逆的损害，因此开发一种有效检测N2H4的方法无疑具有深远的探索价值。本工作设计合成了三款针对N2H4的特异性荧光探针ZWQ-1，ZWQ-2和ZWQ-3。这三款探针ZWQ-1，ZWQ-2和ZWQ-3都具有较高的选择性、光稳定性和较大的斯托克斯

Zhang, W.; Shang, Z.; Zhang, Z.; Meng, Q. A Phenothiazine-Based “Turn-on” Fluorescent Probe for the Detection of Hydrazine in Water, Soil, Plant and Food Samples. New J. Chem. 2025, 10.1039.D4NJ04488F. https://doi.org/10.1039/D4NJ04488F.

2.3.6 SO2

Novel dual-channel ratiometric fluorescence probe for SO2 detection in food and bioimaging applications based on FRET mechanism

二氧化硫通常用于确保食品安全，但含有过量的二氧化硫会对人体健康构成严重风险。此外，作为第四种气体信号分子，它在各种生理过程中起关键作用。因此，监测食品和细胞中二氧化硫的浓度对于相关研究和疾病诊断至关重要。本文中，合成了两种比率荧光探针（EHDA和EHDB），用于基于荧光共振能量转移（FRET）检测亚硫酸盐。毫无疑问，EHDA是较好的探针，因为它比EHDB对SO32-具有更好的辨别力。此外，EHDA在生理pH下具有快速响应、高灵敏度、优异的选择性和低细胞毒性。此外，EHDA还可以通过创新性地将EHDA加载在聚偏二氟乙烯膜上来扩展为建立方便的智能手机SO2传感平台。幸运的是，EHDA已用于测定食品样品中的SO32-，并对活细胞和斑马鱼中亚硫酸盐的波动进行成像。

Li, S.; Xiao, H.; Hong, J.; Xia, X.; Duan, L.; Yang, W.; Yin, X.; Zeng, Y.; Hong, Y. Novel Dual-Channel Ratiometric Fluorescence Probe for SO2 Detection in Food and Bioimaging Applications Based on FRET Mechanism. Bioorganic Chemistry 2025, 154, 108034. https://doi.org/10.1016/j.bioorg.2024.108034.

2.3.7 MPEA

Ratiometric fluorescence probes for visible detection and accurate identification of MPEA vapor

甲基苯丙胺 (MA) 作为一种泛滥的合成新型毒品，对人体健康和社会治安构成了严重的威胁。然而，针对 MA 的现场目视荧光检测方法仍然有限。本文通过将二苯吖啶 (DPA) 与二甲基吖啶 (DMA) 与吡啶共价偶联，构建了两种比例荧光探针 (PyDPA 和 PyDMA)，它们对甲苯丙胺 (MPEA，MA 模拟物) 具有快速响应、超过 100 nm 的红移以及可见荧光颜色从蓝色变为青色的变化。并且在没收的样品中观察到了类似的反应。此外，建立了一个基于智能手机的定量检测系统，以在现场痕量检测 ppb 级别的 MPEA。特别是，PyDPA 或 PyDMA 可以根据其基于双发射增强的独特比例响应从其干扰中识别 MPEA。在这里，我们展示了两种针对 MA 和 MPEA 的比例荧光探针，它们在现场应用中具有很高的潜力。

Miao, X.; Wu, C.; Xia, Y.; Yu, S.; Li, F.; Zhang, M. Ratiometric Fluorescence Probes for Visible Detection and Accurate Identification of MPEA Vapor. Nat Commun 2024, 15 (1), 10641. https://doi.org/10.1038/s41467-024-55011-5.

2.4 多重检测

2.4.1 Al3+ and Hg2+

A highly specific flavonol-based fluorescent probe for simultaneous detection of Al3+ and Hg2+ and its applications in actual environmental soil samples and living cells

本研究以黄酮骨架为基础构建了一种新型自发荧光探针TCP。探针TCP单独时几乎不发光，而在Al3+存在下，它在470 nm处表现出浅蓝色荧光发射。同时，该探针在与Hg2+反应后在542 nm处显示出强烈的黄色荧光发射。探针TCP可以对Al3+和Hg2+进行选择性识别和区分，而不受其他金属离子的影响。该探针在检测Al3+和Hg2+时还具有很强的抗干扰能力和较宽的pH适用范围。探针TCP对Al3+和Hg2+的检测限低至0.196 μM和0.644 μM。探针TCP能够对实际环境土壤样品中的Hg2+进行定量测定。此外，探针TCP已成功用于标记活的HepG2细胞中Al3+和Hg2+浓度的分布。

Wang, Y.; Wang, Z. A Highly Specific Flavonol-Based Fluorescent Probe for Simultaneous Detection of Al3+ and Hg2+ and Its Applications in Actual Environmental Soil Samples and Living Cells. Journal of Molecular Structure 2025, 1325, 141030. https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2024.141030.

2.4.2 Fe3+、HPO42-和CrO42-

Fluorescence and electrochemical detection of pollutants utilizing a Keggin-type Zn(II)-polyoxometalate

随着我国工业化进程的不断加快，水污染问题日益严峻，亟待开发快速、简便、灵敏的水污染物检测方法。本研究采用水热法，以2,3-喹啉二甲酸、磷钼酸和硝酸锌为前驱体，成功制备了一种具有0维结构的 novel Keggin型多酸杂化物[Zn2(C10H6NO2)2(C10H7NO2)4][ZnCl(C10H7NO2)3]2[HPMo12O40]2 (1)。研究发现，在1的合成过程中，2,3-喹啉二甲酸（H2L=C11H7NO4）失去一个羧基，得到一种新的喹啉-3-甲酸配体（HL1=C10H7NO2）。通过表征发现，Zn2+存在两种配位形式：形式A与一个Zn离子、三个配体和一个氯离子配位；形式B通过与两个L1-1和四个HL1配体配位形成双核团簇[Zn2(C10H6NO2)2(C10H7NO2)4]2+。通过多重氢键将Keggin型多金属氧酸盐连接起来，形成一维链，这些结构通过π-π堆积进一步扩展为三维超分子结构。此外，考察了配合物1的荧光和电化学性能，结果表明其作为荧光探针对Fe3+、HPO42-和CrO42-具有优异的选择性和高灵敏性，对亚硝酸钠具有良好的电化学活性，并对反应机理进行了深入探讨。

Chen, W.; Li, X.; Yao, W.; Fedin, V. P.; Gao, E. Fluorescence and Electrochemical Detection of Pollutants Utilizing a Keggin-Type Zn(II)-Polyoxometalate. Polyhedron 2025, 267, 117360. https://doi.org/10.1016/j.poly.2024.117360.

3 成像型荧光材料

3.1 检测物成像

3.1.1 羟基自由基

A turn-on fluorescent probe for imaging of hydroxyl radicals in drug-induced liver injury

羟自由基是最具氧化性的活性氧（ROS），与身体健康密切相关。在这项工作中，报道了一种新型的光亮型荧光探针 BIJ-H，用于检测具有高灵敏度的自由基点OH。BIJ-H 是通过三步反应合成的，并且仅通过用不良溶剂洗涤即可获得纯产物。在含有 BIJ-H 的纯净水溶液中，加入自由基点OH后，探针被氧化成 BIJ，在 550 nm 激发下产生 625 nm 的荧光发射。这种传感行为可以在生理 pH 条件下实现。BIJ-H 对自由基点OH 的检测限低至 0.1379 μM。由于 BIJ-H 具有良好的分析性能，该探针已应用于 HepG2 细胞中自由基点OH 的荧光成像以及对乙酰氨基酚诱导的急性肝损伤。探针 BIJ-H 有望用于生理或病理过程中的自由基点OH 的定性和定量检测。

Yu, M.; Xiang, H.; Taledaohan, A.; Fu, W.; Li, H.; Wang, Y.; Xiao, N. A Turn-on Fluorescent Probe for Imaging of Hydroxyl Radicals in Drug-Induced Liver Injury. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy 2025, 329, 125569. https://doi.org/10.1016/j.saa.2024.125569.

3.1.2 H2S

Lysosome-specific near-infrared fluorescent probe with large stokes shift for H2S imaging in U87 cells and brain glioma mice

胶质母细胞瘤是一种高度恶性的脑肿瘤，预后不良且存活率低，这主要是由于有效的诊断方法有限。硫化氢（H₂S）是一种公认的气体递质和疾病生物标志物，在脑神经胶质瘤中起着至关重要的作用。然而，H₂S 在胶质母细胞瘤进展过程中的波动模式仍然不清楚。在活体中实时进行 H₂S 的近红外荧光成像对于脑神经胶质瘤的及时诊断和有效管理至关重要。在这项研究中，我们介绍了 NIR-Lys-H2S，这是一种专门设计用于靶向溶酶体 H₂S 的近红外荧光探针。该探针对 H₂S 反应迅速（3 分钟内），具有较低的检测限 (86.1 nM)，表现出明显的斯托克斯位移 (110 nm)，并展示了高的溶酶体靶向能力。此外，NIR-Lys-H2S 已被证明可有效监测活 U87 神经胶质瘤细胞中的 H₂S 水平，方法是通过生物成像和 3D 肿瘤球体渗透测试。该探针还可以通过 H₂S 成像有效追踪饥饿诱导的自分吞噬过程中的 H₂S 波动，并将癌细胞与正常细胞区分开来。值得注意的是，NIR-Lys-H2S 支持对携带 U87 神经胶质瘤小鼠的 H₂S 进行体内实时近红外成像，为早期神经胶质瘤检测提供了重要的见解。

Li, S.; Liu, Y.; Yang, T.; Deng, M.; Cheng, D.; He, L. Lysosome-Specific near-Infrared Fluorescent Probe with Large Stokes Shift for H2S Imaging in U87 Cells and Brain Glioma Mice. Sensors and Actuators B: Chemical 2025, 426, 137109. https://doi.org/10.1016/j.snb.2024.137109.

3.2 动态过程成像

3.2.1 线粒体自噬

A Mitochondria-Targeting and Peroxynitrite-Activatable Ratiometric Fluorescent Probe for Precise Tracking of Oxidative Stress-Induced Mitophagy

线粒体是细胞的能量工厂，由于氧化应激的频繁发生，很容易被活性氧 (ROS) 损伤。线粒体自噬异常通常与许多疾病有关，包括炎症、癌症和衰老。虽然先前开发的荧光探针主要集中于仅检测 ROS 或线粒体自噬，但很少有研究致力于全面捕获整个线粒体自噬过程，包括 ROS 的产生和线粒体自噬的诱导。在此，我们报告了一种新的比率荧光探针 NA-DP，用于追踪过氧亚硝酸盐 (ONOO–) 以及随后的氧化应激诱导的线粒体自噬。在萘酰亚胺基染料中，连接了一个 ONOO– 反应性二苯膦酸酯部分和线粒体靶向三苯基甲基单元。该探针通过与二苯膦酸酯的加成-消除反应对 ONOO–表现出高度选择性反应。由于其出色的 pH 稳定性和细胞器靶向能力，NA-DP 在 ONOO– 产生后成功用于检测氧化应激诱导的线粒体自噬。同时，该探针还用于追踪饥饿诱导的线粒体自噬，并表明饥饿诱导的线粒体自噬与 ONOO– 无关。因此，NA-DP 具有通过将氧化应激诱导的线粒体自噬与饥饿诱导的线粒体自噬区分开来精确追踪其的能力。这项研究为研究 ROS 产生和线粒体自噬之间的关系提供了一种新的化学工具。

Chai, X.; Ma, X.; Sun, L.-L.; Hu, Y.; Zhang, W.; Zhang, S.; Zhou, J.; Zhu, L.; Han, H.-H.; He, X.-P. A Mitochondria-Targeting and Peroxynitrite-Activatable Ratiometric Fluorescent Probe for Precise Tracking of Oxidative Stress-Induced Mitophagy. Anal. Chem. 2024, 96 (51), 20161–20168. https://doi.org/10.1021/acs.analchem.4c03759.

4 功能型荧光材料

4.1 刺激变色

4.1.1 机械及热致变色

Anion-induced opposite mechanochromic and thermochromic emission directions of protonated hydrazones

肼基桥联的三苯胺和吡啶基团的多色发光智能材料已在生物成像、显示器和信息加密领域被广泛研究。本文报道了具有肼基桥联的三苯胺和吡啶基团的多色发光分子。吡啶亚基被各种酸质子化导致聚集诱导发射，其在多种状态和光谱中具有从蓝色到红色的宽发射颜色：λPL，二氯甲烷溶液=463-584nm，λPL，粉末=455-620nm，和λPL，晶体=485-657nm。研磨或加热时，由于分子堆积减弱和构象刚性，含有CF3COO- 的肼基表现出从红色到黄色的蓝移发射。相比之下，含有（CF3SO2）2N- 的肼基表现出从绿色到黄色的红移发射，这是由于三苯胺单元从刚性金字塔形转变为平面结构时其给电子能力降低。这些是罕见的带电有机示例，通过简单的阴离子交换表现出可预测的机械致变色和热致变色强发射，可能为智能材料的设计提供新的见解。

Qian, C.; Xie, L.; Liu, L.; Cao, Z.; Tian, D.; Sun, D.; Liu, G.; Guo, Z.; Zheng, X. Anion-Induced Opposite Mechanochromic and Thermochromic Emission Directions of Protonated Hydrazones. Sci. China Mater. 2024. https://doi.org/10.1007/s40843-024-3169-8.

4.2 信息加密

4.2.1 防伪

Unanticipated optical properties of π-conjugated cyclometalated Pt(II) complexes for advanced information storage and anti-counterfeiting materials

在这项工作中，我们使用不同的π共轭双齿配体合成了两种发光的Pt(II)配合物。两种配合物均通过非经典分子间相互作用组装成三维（3D）网络。出乎意料的是，用更广泛的π共轭喹啉取代吡啶会显着增加双齿配体的苯基和喹啉基之间的二面角。这种改变破坏了分子之间的π-π相互作用，导致暴露在外部刺激下产生明显的光学性质。通过将这些配合物整合到聚合物中，我们制备了含有发光纳米纤维的电纺纳米薄膜，它们表现出可逆的光学变化。这些发现为开发高性能光学生物识别和防伪材料铺平了道路，这是通过使用简单的生色团实现的。

Zhang, Y.; Shao, K.; Zhu, Y.; Zhang, H.; Zhuo, Y.; Bao, H.; Ai, Y.; Li, Y. Unanticipated Optical Properties of π-Conjugated Cyclometalated Pt(II) Complexes for Advanced Information Storage and Anti-Counterfeiting Materials. Chinese Chemical Letters 2024, 110735. https://doi.org/10.1016/j.cclet.2024.110735.

5 诊疗型荧光材料

5.1 疾病治疗

5.1.1 黑色素瘤

AIEgen-self-assembled nanoparticles with anti-PD-L1 antibody functionalization realize enhanced synergistic photodynamic therapy and immunotherapy against malignant melanoma

免疫检查点抑制剂(ICIs)已成为临床实践中不可或缺的一部分，但它们在癌症治疗中的应用受到总体反应率低和癌症对ICIs原发耐药性的限制。本研究提出基于聚集诱导发射(AIE)的纳米颗粒(NPs)，以更有效和协同的方式将免疫治疗和光动力疗法(PDT)相结合，以达到高于抗PD-L1单一疗法的反应。TBP@aPD-L1 NPs是通过将叠氮基团修饰的TBP-2 (TBP-N3)与抗PD-L1抗体通过DBCO-S-S-PEG2000-COOH连接子进行官能化来构建的。抗PD-L1靶向肿瘤细胞并促进TBP-N3在肿瘤中积累以增强PDT。值得注意的是，TBP-N3具有聚集诱导发射的特性，通过I型和II型过程增强活性氧物质(ROS)的产生以增强PDT。TBP@aPD-L1介导的PDT诱导了更强的直接肿瘤细胞杀伤效果，并进一步引发了有效的免疫原性细胞死亡(ICD)，通过激活T细胞发挥抗肿瘤免疫作用，并重塑肿瘤免疫微环境(TIME)，从而提高了抗PD-L1对PD-L1的阻断作用。因此，TBP@aPD-L1 NPs在恶性黑色素瘤(MM)小鼠模型中显示出对肿瘤生长的明显抑制作用。我们的NPs充当一种简便有效的药物递送平台，用于增强免疫治疗并结合增强PDT来治疗MM。

Li, L.; Xu, Q.; Zhang, X.; Jiang, Y.; Zhang, L.; Guo, J.; Liu, H.; Jiang, B.; Li, S.; Peng, Q.; Jiang, N.; Wang, J. AIEgen-Self-Assembled Nanoparticles with Anti-PD-L1 Antibody Functionalization Realize Enhanced Synergistic Photodynamic Therapy and Immunotherapy against Malignant Melanoma. Materials Today Bio 2025, 30, 101387. https://doi.org/10.1016/j.mtbio.2024.101387.

5.2 疾病诊断

5.2.1 脂肪肝、炎症、癌症

A mitochondria-targeted fluorescent probe based on an anti-diffusion strategy for in situ imaging of fatty liver, inflammation and cancer

线粒体黏度异常与多种疾病和细胞功能障碍密切相关。开发用于精确监测线粒体黏度变化的荧光探针对于相关疾病的检测和治疗至关重要。然而，目前的线粒体靶向荧光探针面临脱靶问题，因为它们的高水溶性会阻碍线粒体黏度的准确检测。在此，本研究设计并合成了粘度敏感型荧光探针 HPQ-MV。引入吲哚阳离子和 HPQ（2-(2'-羟苯基)-4(3H)-喹唑啉酮）部分可以使探针 HPQ-MV 具有出色的线粒体靶向特性，且降低 HPQ-MV 的水溶性，使探针不易扩散。当线粒体膜电位降低时，HPQ-MV 可以稳定地保留在线粒体中，而不会引起假阴性信号。HPQ-MV 对粘度的信噪比高达 2900 倍，不受 pH 值和极性的影响。此外，HPQ-MV 具有高达 62.6 μM 的组织渗透性，并有效地促进了脂肪肝、炎症和原位肿瘤的体内成像。

Yuan, L.; Liu, Y.; Guan, C.; Liu, W.; Lei, J.; Song, Y.; Jiao, Q.; Zhu, H.-L.; Wang, Z. A Mitochondria-Targeted Fluorescent Probe Based on an Anti-Diffusion Strategy for in Situ Imaging of Fatty Liver, Inflammation and Cancer. Talanta 2025, 285, 127364. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2024.127364.

5.2.2 药物性肝损伤

Lipid droplet-specific NIR fluorescent probe with large Stokes shift for assessing the effect of chronic drugs on drug-induced liver injury

药物性肝损伤（DILI）继发于药物引起的肝炎，造成肝细胞损伤或坏死，甚至肝功能衰竭。评估慢性用药是否诱发肝损伤以及哪些药物最可能是罪魁祸首是一项艰巨的任务。然而，目前的生化和影像诊断方法无法检测到这种亚临床表现。最近的研究证明 DILI 的发展与脂滴（LDs）功能障碍有关。这就是我们在本文中设计了一种新的 LDs 特异性荧光探针（CF-PN）来监测这一生物过程并评估相关药物对 DILI 的作用。有趣的是，我们发现 DILI 不仅在细胞水平，而且在体内均引起粘度明显增加。这种 LDs 粘度的增加与脂肪酶活性有关。更重要的是，药物审查表明，用于治疗精神病（氟哌啶醇、丙戊酸钠、阿米替林、氯丙嗪、三氟拉嗪和氯丙他秦）、心脏病（美西律）、高脂血症（辛伐他汀、非诺贝特、烟酸和阿西匹莫）和高血压的慢性药物（阿司匹林、地塞米松、氯沙坦、奥美沙坦和坎地沙坦）都可能加重 DILI，而用于治疗精神病的氟哌啶醇和用于治疗高脂血症的白藜芦醇则可在一定程度上缓解 DILI。总之，我们的工作为 DILI 的医学诊断和药物安全性评估提供了一种有效的方法。

Wang, D.; Huang, W.; Zhu, Y.; Xie, Y.; Pang, T.; Feng, Z.; Rizzello, L.; Tian, X.; Zhang, Z. Lipid Droplet-Specific NIR Fluorescent Probe with Large Stokes Shift for Assessing the Effect of Chronic Drugs on Drug-Induced Liver Injury. Sensors and Actuators B: Chemical 2025, 426, 137089. https://doi.org/10.1016/j.snb.2024.137089.

5.2.3 关节炎

ONOO− and viscosity dual-response fluorescent probe for arthritis imaging in vivo

类风湿性关节炎（RA）是一种慢性炎症性疾病，具有多系统损害和自身免疫特点。RA的主要临床表现为关节疼痛、肿胀和僵硬，严重时可致关节畸形和功能障碍。RA的病理进展涉及多种生物标志物的复杂相互作用，检测单一生物标志物可能会因其他混杂因素而产生假阳性结果。因此，能够同时检测多个生物标志物的荧光探针对于精确诊断RA至关重要。过氧亚硝酸盐（ONOO−）和粘度是细胞中与炎症相关的因素。在这项研究中，我们开发了一种双重响应的近红外荧光探针 YLS，用于检测 ONOO- 和粘度。该探针在存在 ONOO-和粘度后分别在 625 纳米和 760 纳米处具有双通道开启荧光响应。在 YLS 的支持下，我们发现在 RA 病理过程中，淋巴细胞浸润不仅会增加关节液中蛋白质的浓度，导致粘度升高；同时，ONOO−的过度产生会加剧氧化应激和炎症反应。这种多参数检测有望提高RA 早期阶段的诊断准确率，从而为早期干预和个性化治疗提供科学依据。

Pang, Q.; Huo, F.; Yue, Y.; Yin, C. ONOO− and Viscosity Dual-Response Fluorescent Probe for Arthritis Imaging in Vivo. Chinese Chemical Letters 2024, 110713. https://doi.org/10.1016/j.cclet.2024.110713.