《Sensors and Actuators B: Chemical》：A peroxynitrite-activiated molecular chemiluminescence probe for in lung imaging
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过氧化亚硝酸盐化学发光探针CL-P的开发及其在肺疾病检测中的应用，采用二苯基膦酸盐作为识别基团，实现92nM超低检测限和36倍选择性响应，在肺损伤和转移模型中展现组织特异性积累，为实时监测肺氧化应激提供新工具。
卓清苗|吴明月|张振辉|查春春|徐永泰|王泽英|宋瑶宇|吴慧梅|张群林|陈仲祥
安徽医科大学药学院；安徽省炎症与免疫介导疾病实验室，中国合肥市梅山路81号，230032
摘要
过氧亚硝酸盐（ONOO?）是一种众所周知的活性氧物种，参与多种生理和病理过程，与氧化应激引起的疾病有关。相关研究表明，在肺部疾病的发病和进展过程中，ONOO?的水平会显著升高，并与肺部氧化应激密切相关。本文开发了一种基于二苯膦酸作为识别基团的化学发光探针CL-P，用于选择性和灵敏地检测ONOO?。CL-P对ONOO?具有快速响应性，在约530 nm处产生强烈的化学发光信号，检测限低至92 nM，这突显了其在细胞水平和体内应用中的优异灵敏度。在APAP诱导的急性肝损伤和肺损伤模型中，CL-P在肺部特异性积累，并且在尾静脉注射后，肺部的化学发光信号比肝脏更强烈。此外，在急性肺损伤和肺转移模型中，CL-P在肺部积累，能够准确反映ONOO?的水平。总体而言，CL-P在细胞和体内水平上均显示出检测ONOO?的巨大潜力，为未来肺部相关疾病的筛查和治疗提供了新的方法。
引言
肺部疾病是全球主要的健康挑战，其特征是发病率和死亡率持续高企，包括慢性阻塞性肺病、哮喘、急性肺损伤（ALI）、肺纤维化和肺癌等[1]、[2]、[3]。这些疾病的病理生理过程通常伴随着活性氧（ROS）和活性氮物种（RNS）的过量生成，导致氧化应激和硝化应激，进而引起细胞损伤、组织炎症和器官功能障碍[4]、[5]、[6]、[7]。实时有效地监测肺部疾病的生理进展对于早期治疗以降低其高死亡率至关重要。
ONOO?是生物体内常见的ROS，由一氧化氮和超氧阴离子的扩散反应形成[8]。它是一种强氧化剂和硝化剂，具有极强的氧化能力，被视为一种高反应性的活性氧物种。ONOO?可以与各种生物大分子（蛋白质、DNA和脂质）发生氧化或硝化反应，并通过调节其结构和功能参与细胞信号转导过程，最终导致神经退行性疾病、炎症和癌症等疾病的出现[9]、[10]、[11]、[12]。因此，开发用于体内成像的灵敏分子探针对于探索ONOO?相关疾病具有重要意义。
近年来，由于荧光成像具有操作简便、高选择性和实时无创检测等优点，ONOO?检测研究取得了显著进展[13]、[14]、[15]。然而，在进行体内成像时，所使用的荧光探针可能会受到组织自荧光的严重干扰，从而影响其高灵敏度。同样，光声探针在复杂生物系统中的应用也受到其低分辨率的限制[16]、[17]。相比之下，化学发光是通过化学反应产生的，无需激发光。该技术具有高灵敏度、低检测限、信噪比高以及抗散射光干扰等优点[18]、[19]、[20]、[21]、[22]、[23]、[24]。1987年，Schaap团队广泛研究了可触发性的金刚烷基-二氧杂环丁烷作为发光功能团[25]。在这种化学发光支架中，通过去除标记基团并形成酚酸盐来激活化学激发。因此，通过筛选合适的标记基团，特定分析物可以引发化学发光。因此，包括我们团队在内的科研人员已经报道了许多用于检测各种分析物的化学发光探针[26]、[27]、[28]、[29]、[30]、[31]、[32]、[33]、[34]、[35]。
本文中，我们使用了一种基于Schaap支架的化学发光探针CL-P，该探针对ONOO?具有响应性，可用于同时检测由肺部疾病引起的氧化应激（图1）。在ONOO?的刺激下，CL-P显示出明显的信号增强比和超灵敏的ONOO?检测能力。在细胞水平上，它能够区分正常细胞和癌细胞以及LPS刺激的炎症状态下的ONOO?水平。此外，在ALI和转移性肺肿瘤模型中，化学发光成像显示了ONOO?的空间分布，与疾病进展相关。这项工作不仅推进了肺部疾病检测的分子工具箱，还为实时研究ONOO?相关病理提供了强大的平台。
实验部分
所有材料、仪器、合成方法、探针表征和实验程序详见支持信息。
CL-P的体外光谱特性
为了评估其对ONOO?的响应性，通过测量信号强度或光谱的变化来检测CL-P的光物理性质。最初，CL-P在约300 nm处有一个最大吸收峰，在与ONOO?孵育5分钟后，在380 nm附近出现一个新的吸收峰（图1a）。同时，也测量了CL-P的化学发光强度变化。在ONOO?处理之前，CL-P的化学发光信号可以忽略不计。与ONOO?反应5分钟后，
结论
总之，我们开发了一种用于检测ONOO?的小型化学发光探针CL-P，其灵敏度（LOD：92 nM）和选择性（对ONOO?的响应是O??的36倍）均表现出色。在体外实验中，CL-P能够区分癌细胞和正常细胞中的ONOO?水平，并对外源性ONOO?和LPS诱导下的ONOO?变化作出灵敏响应。在急性肝损伤和肺损伤模型中，CL-P能够在肺部特异性积累
作者贡献
本手稿由所有作者共同完成。所有作者均已批准最终版本的手稿。1这些作者的贡献是平等的。
作者贡献声明
卓清苗：撰写——初稿、软件开发、数据分析。吴明月：数据管理。张振辉：验证、资源提供。陈仲祥：撰写——审稿与编辑、初稿撰写、资源提供、项目资助、概念构思。张群林：撰写——初稿撰写、监督、资源提供、数据管理。查春春：数据分析。徐永泰：软件开发、数据分析。吴慧梅：撰写——初稿撰写、监督。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究工作。
致谢
本工作得到了国家自然科学基金（22304001资助Z.C.；82370040资助H.W.；81973292资助Q.Z.）、安徽医科大学科学研究水平提升计划（2020xkjT007和2023xktdyxb4）以及安徽转化医学研究所研究基金（2025zh-01）的支持；同时得到了安徽医科大学研究生创新研究与实践计划（YJS20230165）的支持。
作者简介
卓清苗毕业于安徽医科大学，她的研究方向是设计用于监测细胞内生物标志物的纳米传感器和开发抗癌前药。
