基于N-烷基腙铱(III)配合物的线粒体次氯酸发光成像技术及其在肝损伤诊断中的应用

针对肝损伤标志物次氯酸(HClO)检测缺乏特异性探针的问题，研究人员开发了一种新型N-烷基腙铱(III)配合物发光探针。该探针通过特异性识别HClO，实现线粒体靶向成像，具有高选择性（不响应其他ROS）、5分钟快速响应及3D细胞穿透能力，为肝损伤诊断提供了新工具。

　　

肝脏作为人体最大的代谢解毒器官，其功能障碍每年导致全球4%的死亡病例。酒精性肝炎、COVID-19及药物滥用加剧了肝损伤的流行，而次氯酸(HClO)作为活性氧(ROS)的重要成员，既是病原体清除的关键介质，过量时又会引发炎症、癌症等病理反应。然而，现有HClO检测技术普遍存在特异性不足、化学稳定性差等问题，尤其是线粒体微环境HClO的动态监测仍缺乏有效工具。

针对这一挑战，陕西基础化学与生物研究项目组联合澳门大学中药质量研究国家重点实验室，设计了一种基于N-烷基腙的新型铱(III)配合物探针。该工作发表在《Analytica Chimica Acta》上，通过将特异性识别单元与铱(III)配合物的光物理特性相结合，实现了肝损伤中线粒体HClO的高效可视化检测。研究采用高效液相色谱(HPLC)验证反应机制，通过光谱分析和细胞成像评估探针性能，并利用3D细胞球模型验证组织穿透能力。

研究结果

1. 探针1与HClO作用的HPLC验证
   Agilent Extend-C18色谱柱分析显示，探针1与HClO反应后生成新峰，保留时间与对照化合物2一致，证实N-烷基腙键断裂机制。

2. 新型HClO发光探针的设计
   创新性融合肟和酰肼结构优势，构建N-烷基腙识别单元（图1A），结合铱(III)配合物的长寿命磷光（量子产率>0.2）和线粒体靶向性，实现背景信号抑制（PET效应）与激活式检测。

3. 结论
   探针1对HClO的检测限达0.75 μM（线性范围1-100 μM），在酒精诱导的肝损伤细胞模型中成功捕获内源性HClO波动，其3D成像深度较传统探针提升2倍。

该研究的意义在于：① 首创N-alkyhydrazone-HClO特异性反应体系，克服了硼酸酯类探针易受ONOO^-
干扰的缺陷；② 利用Ir(III)配合物的阳离子特性实现线粒体精准定位，揭示HClO与线粒体功能障碍的关联；③ 为肝损伤的早期诊断提供了可定量、可视化的研究工具。作者Lingtan Kong等指出，该探针在活体层面的应用仍需进一步优化，但其模块化设计思路为开发其他器官特异性探针提供了范式。