基于近红外荧光探针DCM-IMB-H2O2的糖尿病肝病氧化应激机制研究与精准诊断新策略

针对糖尿病肝病中活性氧(ROS)动态监测难题，齐齐哈尔医学院团队开发了新型近红外荧光探针DCM-IMB-H2O2。该探针通过pentafluorobenzenesulfonyl特异性识别H2O2，实现48倍荧光增强（676 nm）、64.7 nM检测限及5分钟快速响应，成功应用于细胞、斑马鱼和糖尿病小鼠模型，为氧化应激机制研究和早期诊断提供创新工具。

　　

在糖尿病及其并发症日益成为全球健康威胁的背景下，活性氧(ROS)尤其是过氧化氢(H₂O₂)的异常积累被认为是导致糖尿病肝病的关键因素。然而，传统检测方法如磁共振成像(MRI)和正电子发射断层扫描(PET)存在成本高、无法实时监测等局限，而现有荧光探针又普遍面临选择性差、响应慢、易受其他ROS干扰等问题。这种技术瓶颈严重阻碍了对糖尿病肝病氧化应激机制的深入研究和早期诊断。

针对这一挑战，齐齐哈尔医学院的研究团队创新性地开发了基于二氰基二氢异佛尔酮(dicyanodihydroisophorone)骨架的近红外(NIR)荧光探针DCM-IMB-H₂O₂。该研究通过巧妙引入五氟苯磺酰基(pentafluorobenzenesulfonyl)作为特异性识别基团，结合苯并咪唑结构修饰，成功构建出具有优异性能的分子探针，相关成果发表在《Microchemical Journal》。

研究团队主要采用核磁共振(NMR)表征化合物结构，通过紫外-可见吸收光谱和荧光光谱分析光学性能，利用激光共聚焦显微镜进行细胞和斑马鱼成像，并建立糖尿病小鼠模型进行体内验证。智能手机RGB分析技术则被创新性地应用于食品样本检测。

【光学响应特性】
探针DCM-IMB-H₂O₂在387 nm处的特征吸收峰随H₂O₂添加而消失，同时在435 nm处出现新吸收带。荧光发射在676 nm处呈现48倍增强，检测限低至64.7 nM，响应时间仅5分钟，且不受其他ROS干扰。

【生物相容性验证】
CCK-8实验证实探针在100 μM浓度下对HepG2细胞存活率无影响，共聚焦成像清晰显示其能穿透细胞膜，成功监测到脂多糖(LPS)刺激产生的内源性H₂O₂。

【活体成像应用】
在斑马鱼模型中，探针可实时可视化外源性H₂O₂分布；糖尿病小鼠肝脏检测显示显著高于对照组的荧光信号，与病理学变化高度一致。

【便携式检测创新】
通过智能手机RGB分析建立标准曲线，实现对牛奶等食品中H₂O₂的定量检测，回收率达96.3%-104.8%。

这项研究不仅提供了性能优异的H₂O₂检测工具，更开创性地将基础研究与临床需求相结合。探针DCM-IMB-H₂O₂的多场景应用能力——从分子机制研究到疾病早期诊断，从实验室检测到便携式食品分析——彰显了其转化医学价值。特别值得注意的是，该探针采用的五氟苯磺酰基水解机制有效避免了传统氧化型探针的交叉反应问题，为ROS特异性检测提供了新思路。这些突破性进展为理解糖尿病肝病发病机制和开发新型诊疗策略奠定了重要基础。