近红外比率型荧光探针FYS的开发及其在铁死亡模型中ONOO?检测的应用研究

针对过氧亚硝酸根(ONOO?)的高活性检测难题，研究人员开发了基于1,2,3,4-四氢呫吨鎓盐和四苯基乙烯衍生物的比率型近红外荧光探针FYS。该探针具有184 nm大斯托克斯位移、0.75 μM低检测限及快速响应特性，成功实现了细胞内外源ONOO?的动态监测，并首次应用于铁死亡进程的ONOO?水平变化追踪，为研究氧化应激相关疾病机制提供了新工具。

　　

在生物医学研究领域，过氧亚硝酸根(ONOO^?)作为活性氧(ROS)和活性氮(RNS)的重要交汇分子，其瞬时存在与多种疾病的发生发展密切相关。这种具有强氧化硝化能力的分子，能在纳秒级时间内破坏脂质、DNA和蛋白质，与癌症、阿尔茨海默病等重大疾病关联。然而，传统检测方法受限于灵敏度低、组织穿透性差等问题，难以实现活体实时监测。更关键的是，ONOO^?在铁死亡（一种铁依赖的程序性细胞死亡）中的动态变化尚未明确，这严重阻碍了相关治疗策略的开发。

针对这些挑战，新乡医学院第二附属医院精神病与神经科学学科的研究团队在《Dyes and Pigments》发表了创新性成果。他们巧妙融合1,2,3,4-四氢呫吨鎓盐的光学特性与四苯基乙烯(TPE)的聚集诱导发光效应，通过碳碳双键特异性识别位点，构建了首个能同步实现比率检测和近红外(NIR)成像的ONOO^?荧光探针FYS。

研究采用分子工程策略设计探针结构，通过紫外-可见光谱和荧光光谱验证光学性能，利用质谱分析反应机理。在细胞模型中采用共聚焦显微镜进行双通道成像，并建立铁死亡细胞模型评估ONOO^?动态变化。

材料与方法

探针FYS以4-(1,2,2-三苯基乙烯基)苯甲醛和2-(4-二乙氨基-2-羟基苯甲酰)苯甲酸为原料，通过Knoevenagel缩合构建识别单元。所有光谱测试均在模拟生理条件下进行，细胞实验采用RAW264.7巨噬细胞系，铁死亡模型通过Erastin诱导建立。

结果与讨论

光学性能测试显示，FYS在680 nm和864 nm处呈现双发射峰，ONOO^?响应后产生184 nm的位移，远超同类探针。选择性实验证实其对ClO^?、H₂O₂等活性氧无交叉反应，检测限达0.75 μM。细胞成像成功捕获到LPS刺激产生的内源性ONOO^?，并首次记录到铁死亡进程中ONOO^?的爆发式增长曲线。

结论

该研究突破性实现了三个"首次"：首次将比率检测与NIR成像结合用于ONOO^?监测；首次阐明铁死亡中ONOO^?的时空分布规律；首次构建184 nm超大位移的ONOO^?探针。这项工作不仅为氧化应激研究提供新范式，更通过可视化手段揭示了铁死亡的分子细节，为开发针对神经退行性疾病的干预策略奠定了方法学基础。研究获得河南省科技攻关计划（242102231047）等项目的支持。