基于IR-820支架的近红外荧光探针LQBr-CP：通过丁酰胆碱酯酶监测实现肝损伤可视化

针对肝损伤诊断中丁酰胆碱酯酶（BChE）检测存在的组织穿透性差、干扰性强等问题，研究人员开发了新型近红外"关-开"荧光探针LQBr-CP。该探针基于IR-820支架设计，具有705/758 nm的吸收/发射波长，对BChE特异性响应（检测限2.64 U/L），成功应用于对乙酰氨基酚（APAP）诱导肝损伤模型的实时成像，为肝病诊疗和有机磷解毒研究提供了创新工具。

　　

肝脏作为人体最重要的代谢器官，其功能异常往往预示着严重疾病。丁酰胆碱酯酶（Butyrylcholinesterase, BChE）这个看似晦涩的酶分子，实际上是肝脏健康的"晴雨表"——它不仅是肝损伤的可靠标志物，还是对抗有机磷农药和神经毒剂的关键"解毒剂"。然而，现有的BChE检测技术却面临着两难困境：传统荧光探针穿透组织能力有限，而高灵敏度检测方法又难以实现实时成像。这种技术瓶颈严重制约了肝病的早期诊断和有机磷中毒的救治效率。

针对这一挑战，来自军事医学科学院病原微生物生物安全国家重点实验室等机构的研究团队在《Analytica Chimica Acta》发表了一项突破性研究。他们巧妙改造临床常用的近红外染料IR-820，设计出新型荧光探针LQBr-CP。这个"智能"分子就像安装了"肝脏GPS"的纳米侦察兵，能在深达7厘米的组织中精准锁定BChE，通过55.6倍的荧光增强信号，将酶活性变化转化为肉眼可见的光学信号。更令人惊叹的是，它不仅能区分"孪生兄弟"乙酰胆碱酯酶（AChE），还能在对乙酰氨基酚（扑热息痛）过量导致的肝损伤模型中，提前捕捉到BChE表达下调的蛛丝马迹。

关键技术方法包括：基于IR-820支架的分子设计合成、光谱性能表征（吸收/发射波长测定）、酶动力学分析、细胞及小鼠模型构建、分子对接模拟等。研究使用APAP诱导的急性肝损伤模型验证探针效能，并通过组织病理学和血液生化分析进行对照。

【有机合成】
研究团队通过延伸共轭体系和引入磺酸基团，将传统荧光团的吸收/发射波长红移至705/758 nm（图1A-B）。这种改造不仅突破组织穿透极限，还使水溶性提升3倍，解决了同类探针易聚集沉淀的难题。

【性能测试】
LQBr-CP展现出惊人的特异性——与BChE反应5分钟即可产生55.6倍荧光增强（图1C），而对AChE几乎"视而不见"。分子对接揭示其选择性源于BChE活性中心特有的"疏水口袋"，该空间恰好容纳探针的环丙烷识别单元（图2D）。

【结论】
这项研究创造了三个"首次"：首个基于IR-820的BChE专用探针、首个能同步监测肝损伤和有机磷解毒的双功能工具、首个将检测限推进至2.64 U/L的NIR传感器。更重要的是，它揭示了BChE在APAP肝毒性中的动态变化规律，为药物安全性评价提供了新视角。

讨论部分指出，LQBr-CP的成功得益于"结构-功能"精准调控策略：环丙烷基团确保特异性，磺酸基增强水溶性，扩展π共轭提升穿透性。这种设计理念为后续开发脑屏障穿透型探针指明了方向。该技术不仅有望革新肝病诊断流程，其揭示的BChE-OPs相互作用机制，还可能推动新型解毒剂的研发。正如通讯作者zhifei wang强调的："我们正将荧光分子从单纯的检测工具，升级为理解生命过程的解码器。"