双锁靶向线粒体的铱配合物理性设计：动态粘度监测与精准双光子肿瘤成像

针对现有线粒体粘度探针依赖线粒体膜电位(MMP)、组织穿透性差等问题，研究人员开发了一种基于静电吸附与蛋白分子对接双锁靶向策略的铱(III)复合物探针Ir-visc。该探针在粘性介质中磷光增强93倍，通过双光子吸收(TPA)特性实现深层组织成像，可精准区分癌细胞与正常细胞，为肿瘤早期诊断提供了新型分子工具。

　　

在当今癌症高发的全球健康背景下，早期肿瘤诊断技术面临巨大挑战。传统影像学方法如CT、MRI等存在辐射危害和灵敏度不足的问题，而荧光成像技术虽具有无创优势，但现有线粒体粘度探针普遍受限于线粒体膜电位(MMP)依赖性、短发光寿命和浅组织穿透深度。更棘手的是，癌细胞线粒体内异常升高的粘度——这一关键肿瘤微环境参数——缺乏精准的监测工具，严重阻碍了癌症的早期发现。

安徽中医药大学等机构的研究团队在《Sensors and Actuators B: Chemical》发表的研究中，创新性地设计出双锁靶向线粒体的铱(III)配合物探针Ir-visc。该探针通过静电作用与膜蛋白分子对接的双重锁定机制，突破性地实现了MMP非依赖的线粒体定位，并利用分子转子机制在粘性环境中展现93倍磷光增强。研究证实其双光子吸收(TPA)特性可穿透深层组织，通过磷光寿命成像精准区分肿瘤细胞，为癌症诊断提供了新型分子工具。

关键技术包括：1）基于苯并噻唑衍生物配体的铱(III)配合物合成；2）线粒体双锁靶向策略验证（静电吸附+蛋白对接）；3）粘度响应性磷光光谱测试；4）双光子激发荧光显微成像；5）癌细胞与正常细胞对比实验。

【Viscosity-dependent spectral properties of Ir-visc】
通过引入噻吩分子转子单元，Ir-visc在甘油-甲醇体系中展现显著的粘度响应性：粘度从0.6 cP升至965 cP时，磷光强度增强93倍，寿命从12 ns延长至1.25 μs。理论计算证实分子内旋转受限是发光增强的关键机制。

【Conclusion】
该研究开创性地将双锁靶向策略与分子转子设计相结合，开发的Ir-visc探针具有三大突破：1）首次实现MMP非依赖的线粒体稳定定位；2）通过双模式（单光子/双光子）成像同步监测粘度变化；3）在受损线粒体中仍保持检测准确性。研究为肿瘤微环境研究提供了新范式，其分子设计策略可拓展至其他金属配合物探针开发。

值得注意的是，探针在4T1乳腺癌模型中的成像深度达120 μm，信噪比提升8.3倍，这种兼具深度穿透与高特异性的特性，使其在术中导航和药物评估领域展现出独特优势。作者团队特别指出，芳香体系与阳离子的协同作用形成的多重非共价键（氢键、离子相互作用等），是实现蛋白稳定对接的结构基础，这一发现为后续靶向探针设计提供了重要理论依据。