综述：杂原子掺杂多孔碳材料高效吸附挥发性有机物的定制策略：制备方法、掺杂效应及吸附机制

这篇综述系统阐述了近红外(NIR)小分子光学探针在脑疾病成像中的前沿进展，重点介绍了荧光成像(FLI)和光声成像(PAI)双模态探针的设计策略。文章深入探讨了针对阿尔茨海默病(AD)、帕金森病(PD)等神经退行性疾病的生物标志物（如Aβ聚集体、tau蛋白）响应型探针，并分析了血脑屏障(BBB)穿透性优化方案，为神经科学研究提供了重要的分子工具开发思路。

　　

General approaches for brain imaging

脑成像的关键挑战在于突破血脑屏障(BBB)的严格筛选机制。小分子探针凭借其低分子量和可调控的理化性质，通过被动扩散或主动运输机制穿越BBB。设计策略聚焦于优化探针的脂溶性（logP值0-5）、分子量(<500 Da）和氢键形成能力，同时通过靶向转运体（如GLUT1、LAT1）或细胞穿透肽(CPP)增强递送效率。

Fluorescence imaging for brain diseases

荧光成像探针通过π-共轭体系修饰和推拉电子基团调控，实现对AD标志物Aβ_1-42聚集体、过度磷酸化tau蛋白的特异性响应。典型案例包括：

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  NIR-II窗口（1000-1700 nm）发射的方酸菁染料探针，对Aβ_1-40纤维显示>50倍荧光增强

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  基于氧杂蒽结构的比率型探针，通过监测pH/ROS变化实时反映癫痫发作期代谢异常

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  激活型探针设计策略：酶切反应（如MMP-2响应）、聚集诱导发光(AIE)、光诱导电子转移(PET)

Photoacoustic brain imaging for brain disease

光声探针利用NIR激光诱导的热弹性效应，实现厘米级深部成像。创新设计包括：

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  基于氰基吩噻嗪的pH敏感探针，在缺血脑区呈现>3倍的PA信号增强

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  双模态FLI/PAI探针：如掺杂硒原子的BODIPY衍生物，同步实现Aβ斑块的高分辨率定位（FLI）和深层定量（PAI）

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  金属配合物探针通过配体交换反应特异性检测PD相关的Cu²⁺异常蓄积

Summary and outlook

当前面临三大核心挑战：1）平衡BBB穿透性与光学性能的矛盾；2）拓展对新兴生物标志物（如神经炎症因子IL-6）的响应范围；3）推动临床转化需解决探针药代动力学参数（如t_1/2>4 h）和类人验证模型缺失问题。未来发展方向包括人工智能辅助探针设计、多模态集成探针开发，以及通过放射性标记实现PET/FLI双模态临床转化。