基于2-吡啶酮比率型荧光探针实现活细胞单线态氧(1O2)特异性成像与动态监测

本研究开发了一种新型比率型荧光探针NAP-t-PY，通过2-吡啶酮识别单元实现对单线态氧(1O2)的高特异性检测。该探针通过[4+2]环加成反应生成内过氧化物NAP-t-PY-EP，引起ICT效应减弱及荧光蓝移（562 nm→446 nm），具备138 nm大斯托克斯位移。其灵敏度达0.12 μM，响应时间<15分钟，成功应用于A549肺癌细胞与NCM460正常结肠细胞中PDT诱导的内源性1O2实时成像，为癌症化疗与ROS生物学研究提供关键工具。

　　

单线态氧（¹O₂）在癌症化疗与活性氧（ROS）生物学中具有关键作用，亟需开发高特异性探针以实现其动态实时监测。本研究基于2-吡啶酮识别单元构建了比率型荧光探针NAP-t-PY，其1-甲基-3-苄基-2-吡啶酮模块可通过[4+2]环加成反应与¹O₂特异性结合，生成内过氧化物产物NAP-t-PY-EP。该反应显著抑制分子内电荷转移（ICT）效应，导致荧光发射峰从562 nm蓝移至446 nm，实现比率检测并具备138 nm大斯托克斯位移。探针表现出超高灵敏度（检测限0.12 μM）、优异选择性及快速响应（<15分钟），同时具备卓越的光稳定性和低细胞毒性。成功应用于光动力疗法（PDT）诱导的内源性¹O₂实时成像，在A549肺癌细胞与NCM460正常结肠细胞中均取得显著成像效果，为ROS相关疾病机制研究及治疗策略开发提供了重要技术支撑。