粘度是维持细胞微环境稳态的关键物理参数，对确保正常的生理功能至关重要[[1], [2], [3]]。它通过调节细胞内物质运输、信号转导、膜融合、生物分子相互作用和活性代谢物扩散速率等核心活动，深刻影响细胞的重要过程，包括凋亡、自噬和铁死亡[[4], [5], [6], [7]]。值得注意的是，细胞内粘度存在显著的空间异质性；例如，细胞质粘度约为1-2 cP，而线粒体粘度可高达约100 cP [11,12]。这种差异化的粘度分布对于维持细胞代谢和功能至关重要。粘度的异常直接导致细胞功能障碍，并与许多疾病的发病机制和进展密切相关，包括糖尿病、阿尔茨海默病、帕金森病、动脉粥样硬化、高血压、癌症和溶酶体贮积症[10,[13], [14], [15], [16], [17], [18], [19]]。因此，迫切需要建立敏感的方法来实时监测细胞内粘度的变化。
荧光探针由于其卓越的性能，已成为生命科学和医学研究领域不可或缺的检测工具。荧光探针的核心优势在于操作简便、选择性高、特异性强以及良好的膜通透性，这使得它们能够高效地靶向活细胞和亚细胞结构进行原位和非侵入性检测[3,20,21]。与化学发光、电化学分析或拉曼光谱等传统方法相比，荧光探针在简化样品制备、降低仪器成本以及实现实时监测方面具有显著优势[[22], [23], [24], [25], [26], [27]]。此外，荧光探针可以与显微成像技术无缝结合，实现高时空分辨率的动态成像[14,28]。基于多种响应机制，已经开发出了多种荧光探针，并在生物传感中得到了广泛应用[[29], [30], [31], [32], [33], [34]]。其中，利用TICT机制的探针已成为粘度检测的主要方法。在低粘度介质中，这些探针通过非辐射跃迁进行分子内旋转，导致荧光淬灭。当粘度增加时，分子内旋转受到抑制，TICT效应被抑制，荧光信号显著增强[3,11,[35], [36], [37], [38], [39], [40]]。然而，大多数现有的粘度响应荧光探针在生物相容性和检测灵敏度方面仍需进一步改进。
我们利用ICT、ESIPT和TICT的协同作用，成功设计了一种新型粘度响应荧光探针BCP。该探针的特点是在HBT（经典的ESIPT荧光骨架）结构上接上了4-吡啶基丙烯腈单元[41,42]。这一接枝不仅扩展了π共轭系统，还由于其强吸电子性质与HBT基团形成了ICT效应[43,44]。同时，它诱导了分子共轭平面的扭曲构象变化，引入了TICT机制。当TICT占主导时，分子转子围绕单键的自由旋转被破坏，导致背景荧光减弱。随着粘度的增加，受限的分子旋转显著抑制了BCP探针的TICT过程。与此同时，ICT效应得到增强，ESIPT途径被激活，共同引发了589纳米处的强烈红色荧光（图1）。
