新型荧光探针JYL-Cys的开发及其在骨肉瘤与肝癌成像中的应用研究

本文开发了一种新型近红外荧光探针JYL-Cys（λex=660 nm，λem=718 nm），具有83倍荧光增强效应和0.15 μM的低检测限（LOD），能特异性检测肿瘤微环境中的半胱氨酸（Cys）。通过体外细胞实验（MG-63骨肉瘤细胞、HepG2肝癌细胞）和体内小鼠模型验证，证实该探针可动态监测Cys在肿瘤 redox平衡中的关键作用，为癌症早期诊断和预后评估提供了新型分子工具。

　　

Highlight

JYL-Cys基于氧取代半花菁分子（HD）与丙烯酸共价连接设计（Scheme S1），其结构经¹H NMR、¹³C NMR和质谱验证（Figure S12-S14）。为提高实用性，我们通过高效液相色谱（HPLC）优化了探针纯化工艺：选用C18反相色谱柱，甲醇/水（含0.1%甲酸）梯度洗脱，流速1.0 mL/min时获得>95%纯度。

Results and discussion

该探针在生理条件下展现卓越性能：

1. 1.

   灵敏度：0-80 μM线性响应，200 μM达饱和（R²>0.99）

2. 2.

   动力学：600秒内完成与Cys的特异性巯基加成-环化反应

3. 3.

   稳定性：20-45℃及pH>6时荧光信号变异系数<5%

   细胞实验显示，骨肉瘤（OS）细胞MG-63和肝癌（HCC）细胞HepG2的Cys水平较正常细胞高3.8倍（p<0.001），这与肿瘤抗氧化防御需求高度吻合。

Conclusions

JYL-Cys作为首个能同步监测骨肉瘤和肝癌Cys动态的探针，其热稳定性（20-45℃）、长期储存稳定性（4℃保存30天信号衰减<8%）和低细胞毒性（CC₅₀>500 μM）为临床转化奠定基础。该技术未来可拓展至化疗药物敏感性预测领域。