靶向胆囊的近红外极性敏感荧光探针：胆结石疾病成像新突破

《Sensors and Actuators B: Chemical》：Shining a light on the gallbladder: Near-infrared polarity-sensitive fluorescent probe for visualizing gallstone disease

本文报道了一种新型近红外（NIR）荧光探针MTCQ，该探针能够靶向线粒体（Mitochondria）及体内（in vivo）胆囊，实现对胆结石（Gallstone）疾病中胆囊极性变化的原位、高对比度成像。研究揭示了胆结石小鼠胆囊极性降低的现象，为胆囊相关疾病的非侵入性（Non-invasive）诊断和病理研究提供了新型灵敏工具。

　　

Highlight

将焦点对准胆囊：用于胆结石疾病可视化的近红外极性敏感荧光探针

Probe design and synthesis

如方案1所示，MTCQ的设计包含一个香豆素（Coumarin）单元、一个喹啉鎓盐（Quinolinium salt）和一个十二烷基链。香豆素对极性敏感，并具有易于制备和荧光强（Strong fluorescence）的优点。吸电子的喹啉鎓盐通过两个C=C双键与香豆素桥联，扩展了共轭体系（Conjugated system），并将荧光红移至近红外区域。C12烷基链使探针能够紧密嵌入线粒体膜（Mitochondrial membrane）中，从而实现线粒体靶向（Mitochondria-targeting）和极性传感。MTCQ的合成路线如方案S1所示。简而言之，通过两步反应，以良好的产率合成了MTCQ。通过核磁共振氢谱（1H NMR）、碳谱（13C NMR）和高分辨质谱（HRMS）确认了其结构（图S1-S3）。

Conclusions

总之，我们开发了一种用于胆结石（Gallstone）疾病成像的新型近红外（NIR）荧光探针MTCQ。该探针对极性变化具有灵敏的近红外荧光响应，并且能够特异性靶向线粒体（Mitochondria），对线粒体极性变化进行成像，且不受线粒体膜电位（Mitochondrial membrane potential）变化的影响。此外，MTCQ能够选择性靶向胆囊，为胆囊的非侵入性（Non-invasive）和高对比度成像提供了一种新方法。凭借这些特性，MTCQ成功应用于胆结石小鼠胆囊极性变化的原位（in situ）成像，结果表明胆结石小鼠的胆囊极性降低，这提示极性可以作为胆结石疾病的一个生物标志物（Biomarker）。这些特点使MTCQ成为一种新型的、非侵入性的、灵敏的胆囊成像工具，为检测和评估胆结石等胆囊相关疾病提供了新的机遇。