可激活近红外荧光探针HDG在结肠炎诊断中的γ-谷氨酰转移酶(GGT)活性检测研究

针对结肠炎早期诊断中γ-谷氨酰转移酶(GGT)检测灵敏度不足的难题，研究人员开发了新型近红外(NIR-I)荧光探针HDG，通过酶触发信号放大机制，实现了结肠炎模型小鼠肠道病灶的高对比度成像和血清GGT活性快速定量。该研究为炎症性肠病(IBD)的"诊疗一体化"提供了双模态检测工具。

　　

研究背景
炎症性肠病(IBD)包括溃疡性结肠炎和克罗恩病，其发病机制涉及肠道上皮屏障破坏与异常免疫反应。γ-谷氨酰转移酶(GGT)作为谷胱甘肽代谢关键酶，在氧化应激和炎症中起重要作用，但现有检测方法存在灵敏度低、无法实现多维度监测等问题。传统荧光探针存在背景噪声高、组织穿透性差等缺陷，而近红外(NIR)荧光成像技术凭借700-900 nm波长优势，可显著提升活体检测深度和信噪比。

研究概况
江苏省"双创博士"计划支持的研究团队设计出新型酶激活探针HDG，通过将半菁染料与GGT特异性底物偶联，实现了结肠炎模型小鼠肠道病灶NIR-I区(700-900 nm)高对比度成像和血清GGT活性定量检测。该成果发表于《Microchemical Journal》，首次揭示了GGT活性在结肠炎时空异质性及其与炎症程度的相关性。

关键技术
研究采用Bruker DRX-400核磁共振仪进行结构表征，Agilent 7250 GC/Q-TOF完成质谱分析，IVIS Lumina XR系统进行活体成像。关键技术包括：1) 酶触发荧光信号放大机制；2) NIR-I区双模态检测；3) 血清样本快速定量方法。

研究结果

Response of HDG to GGT in solution
质谱验证(图S1)显示HDG可被GGT特异性剪切γ-谷氨酰基团释放荧光团。溶液实验证实其激发/发射波长位于NIR-I区，信噪比提升3.8倍，pH稳定性达生理范围(7.0-7.4)。

Conclusion
结肠炎模型组血清荧光信号较健康组升高2.3倍(P<0.01)，肠道病灶成像显示GGT活性与H&E染色炎症评分呈正相关(r=0.82)。探针检测限达0.05 U/L，优于临床ELISA方法。

CRediT authorship contribution statement
Siyan Yu完成概念设计，Rui Guo负责项目管理，Haoxiang Jiang主导论文撰写，团队协作验证了探针在"诊疗一体化"中的应用潜力。

重要意义
该研究创新性地将NIR荧光成像与血清分析结合，突破了传统检测单模态局限。HDG探针兼具NIR-I区深组织穿透(>5 mm)和酶激活特异性优势，为IBD的早期诊断提供了新型分子工具，其"theranostic"设计理念为炎症性疾病研究提供了新范式。研究通过揭示GGT活性与炎症程度的时空相关性，为靶向治疗策略开发奠定了理论基础。