酶促自固定技术增强化学发光效果，用于选择性肿瘤成像和图像引导手术

《Analytical Chemistry》：Enzymatic Self-Immobilization Enhances Chemiluminescence for Selective Tumor Imaging and Image-Guided Surgery

肿瘤靶向酶触发光学探针开发及术中导航应用研究。通过β-半乳糖苷酶特异性激活正氟甲基连接的发光探针，实现8900倍化学发光增强和3220倍信噪比提升，成功用于肝肿瘤原位成像和手术导航。

　　

酶激活的化学发光技术正成为一种有前景的生物成像方法，它具有出色的特异性、极低的背景信号和高度的灵敏度。为了将这一技术扩展到体内生物应用中，人们投入了大量努力来研究在生理条件下能够发出高强度光信号的有效化学发光剂。然而，由于许多化学发光剂的光发射强度不足且水溶性较低，目前仅有少数几种能够在活细胞和癌组织中用于追踪分析物。在这项研究中，我们提出了一种酶触发的自固定策略，以增强化学发光效果，从而实现快速的肿瘤成像和基于图像的肿瘤手术。该探针在半乳糖酶识别位点和金刚烷二氧杂环丁烷化学发光单元之间包含一个“邻”-氟甲基基团。当β-半乳糖苷酶被激活时，该基团发生自氧化断裂，生成一种高度活性的“邻”-醌甲烷衍生物，这种物质能够与蛋白质（包括人血清白蛋白）上的亲核位点结合。这一反应使化学发光强度提高了8900倍，信噪比超过了3220。该探针在过表达β-半乳糖苷酶的HepG2肝癌细胞中表现出快速且选择性的化学发光增强效应。将该探针注入HepG2异种移植肿瘤后，可立即观察到高亮度且持续时间长?化学发光现象。值得注意的是，通过化学发光引导已成功实现了小鼠体内原位HepG2肝癌肿瘤的手术切除。这项工作开发了一种高效的酶驱动自固定支架，能够显著增强化学发光效果，适用于体外和体内的活细胞及恶性肿瘤成像。它作为一种多功能的化学发光染色剂，为基于图像的肿瘤手术提供了有力支持，并为生物传感和治疗应用开辟了新的途径。