综述：近红外小分子激活探针在成像与治疗中的研究进展

（编辑推荐）本综述系统阐述了近红外（NIR-I/NIR-II）小分子激活探针（SMAPs）的设计原理与应用进展，强调其通过响应肿瘤微环境生物标志物（如酶、pH、ROS等）实现高特异性成像（FLI/PAI）和靶向治疗的优势，为深部组织观测和癌症诊疗一体化提供创新策略。

　　

Abstract
在医学成像与癌症治疗领域，近红外（NIR, 900-1880 nm）小分子激活探针（SMAPs）凭借长波长、弱生物组织散射和深层穿透等特性，成为突破传统可见光（400–700 nm）成像限制的关键工具。其通过特异性响应肿瘤相关生物标志物（如酶、pH、氧化还原电位等），实现高信噪比（SBR）荧光信号激活，为癌症转移动态监测和精准治疗提供新范式。

Introduction
全球癌症负担日益加剧，2022年新增病例达2000万例，传统成像技术因穿透深度和灵敏度不足难以满足实时监测需求。NIR荧光成像（FLI）技术通过SMAPs的主动激活机制，显著降低背景干扰，尤其NIR-II区（900-1880 nm）探针在空间分辨率和组织穿透性方面更具优势。相比"始终开启"（always-on）探针，SMAPs通过分子结构设计可特异性识别生物标志物，触发荧光信号变化，为手术导航和疗效评估提供可能。

Principles of NIR SMAPs Design
理想NIR SMAPs需满足四大原则：发射波长（λ_em）位于NIR区、高特异性、检测稳定性和长荧光寿命。其设计策略包括：① 采用淬灭基团（如硝基）与荧光团（如Cy7）的π共轭体系实现信号关闭-开启切换；② 利用酶响应性肽链或pH敏感基团（如硼酸酯）实现靶向激活；③ 通过调控分子内电荷转移（ICT）增强NIR-II区发射。

Biomarker-Responsive SMAPs
按生物标志物类型可分为四类：

1. 酶响应型：如基质金属蛋白酶（MMP-2）激活的Cy5.5探针，可实时显示肿瘤侵袭边界；
2. 氧化还原响应型：基于谷胱甘肽（GSH）的硫醇反应探针，在肿瘤高GSH微环境中释放NIR-II信号；
3. pH响应型：利用肿瘤酸性环境（pH 6.5-7.0）触发蒽醌衍生物荧光恢复；
4. 缺氧响应型：硝基还原酶（NTR）激活的探针可特异性标记肿瘤缺氧区域。

Applications in Cancer Research
NIR SMAPs已实现多模态诊疗一体化：

• 成像方面：NIR-II FLI与光声成像（PAI）联用，使乳腺癌模型穿透深度达8 mm，分辨率提高3倍；
• 治疗方面：光热治疗（PTT）探针IR-1048在808 nm激光下可实现肿瘤消融，同时通过NIR-II信号实时监控温度分布；
• 预后评估：PD-L1抗体偶联SMAPs可同步成像免疫检查点并评估免疫治疗效果。

Summary and Outlook
尽管NIR SMAPs在诊疗灵敏度（检测限达10^-9 M）和生物相容性方面取得突破，仍面临三大挑战：① 复杂生理环境下的信号稳定性；② NIR-II探针量子产率（<1%）提升难题；③ 临床转化中的标准化生产瓶颈。未来发展方向包括智能响应型探针设计和多组学数据融合分析，以推动精准医学发展。