《Microchemical Journal》：A near-infrared fluorescent probe based on indanedione for detection of viscosity, polarity, and hypochlorite for atherosclerosis imaging
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•开发了一种基于吲哚二酮的近红外荧光探针。•该探针可响应溶液中的黏度、极性以及次氯酸根离子（ClO?）。•其对次氯酸根离子具有高度选择性，检测限为 0.33 μM。•该探针可在动脉粥样硬化（AS）模型中对动脉粥样硬化斑块进行活体成像。引言动脉粥样硬化（AS）及其继发性并发症，
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开发了一种基于吲哚二酮的近红外荧光探针。
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该探针可响应溶液中的黏度、极性以及次氯酸根离子（ClO?）。
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其对次氯酸根离子具有高度选择性，检测限为 0.33 μM。
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该探针可在动脉粥样硬化（AS）模型中对动脉粥样硬化斑块进行活体成像。
引言
动脉粥样硬化（AS）及其继发性并发症，如冠心病和缺血性卒中，是全球范围内主要的死亡原因，凸显了早期诊断与早期干预在临床上的关键意义[1]、[2]。作为一种由持续性炎症和脂代谢紊乱驱动的慢性病理过程，AS的核心机制始于低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）在动脉内膜的异常蓄积与氧化修饰[3]、[4]。一旦LDL-C被修饰为氧化型低密度脂蛋白（ox-LDL），过量的LDL-C会招募单核细胞，并被内皮细胞和巨噬细胞大量摄取，从而触发脂质级联反应，促进特征性泡沫细胞的形成[5]、[6]、[7]。随着疾病进展，泡沫细胞在内皮下间隙蓄积，并与坏死碎片、平滑肌细胞及纤维组织一起演变为富含脂质的坏死核心[8]。这一过程会引起动脉壁发生显著的结构重塑和管腔狭窄，最终导致靶器官的缺血性损伤。值得注意的是，坏死核心的形成以及剧烈的氧化应激，不仅伴随活性氧物种（ROS）的大量激增，还伴随着斑块微环境黏度和极性的显著改变[9]、[10]、[11]、[12]。这些理化参数的动态变化并非单纯的病理副产物，而是通过恶性反馈机制加速AS进展并促进斑块破裂的关键驱动力。
目前，动脉粥样硬化（AS）的临床诊断与评估主要依赖有创的冠状动脉造影（CAG），以及计算机断层扫描（CT）、磁共振成像（MRI）和超声等无创结构性成像技术[13]、[14]、[15]、[16]。然而，这些传统成像模式主要提供宏观解剖结构或血流动力学异常方面的信息[17]、[18]。在AS的早中期阶段，血管往往启动代偿机制，例如正性重塑，即斑块向侧方扩张，从而在较长时间内维持管腔相对通畅[19]。这一成像盲区极易导致基于传统管腔形态学评估出现假阴性结果，从而使早期干预的机会错失。此外，传统技术缺乏在分子水平上检测炎症、氧化应激动态演变以及斑块微环境理化性质的能力，因而无法有效评估斑块的内在易损性[20]。因此，临床迫切需要开发新型成像工具，能够在分子和微观层面对斑块微环境的变化进行实时、无创的监测，同时保证高度的生物安全性。
荧光成像技术凭借其高灵敏度、实时成像能力以及分子特异性，已成为研究微环境变化的理想工具[21]、[22]、[23]。特别是微环境响应型荧光探针，能够特异性地响应局部理化参数的变化，为AS的精准监测提供技术支持。目前已有多种用于AS成像研究的荧光传感器被报道[24]、[25]、[26]；然而，大多数探针的发射波长相对较短，限制了其在活体成像中的效能。此外，与仅检测单一分析物的传感器相比，能够响应微环境变化的探针可提供关于AS病理微环境更为丰富的信息，从而有望提高诊断的可靠性。
为满足这一需求，我们将目光投向了吲哚二酮骨架——这是一种广泛存在于天然产物、药物和功能材料中的重要结构，具有成本低、生物毒性低以及易于结构修饰等优势[27]、[28]。基于这些特点，我们以吲哚二酮作为母体发色团，以乙烯基作为π共轭桥，通过嫁接肉桂醛衍生物来扩展共轭体系，设计并合成了一种新型近红外荧光探针（图1）。具体而言，该探针以二甲氨基苯作为电子供体（D），吲哚二酮作为电子受体（A），乙烯基作为π桥，构成了稳定的D-π-A推-拉体系，从而赋予其近红外发射、环境敏感性以及特异性响应能力。我们系统评估了该探针在水相体系中对次氯酸根（ClO?）的检测性能，并探索了其在模拟生理条件下对AS斑块微环境（包括黏度、极性和ClO?水平）的响应。该探针能够从化学和物理两个维度对AS进展进行全面评估，为阐明AS发病机制提供了坚实基础，并可作为斑块可视化的有效工具。（见方案1）
章节摘要
材料与仪器
本文所提及的所有化合物和溶剂均由供应商提供，未再进一步纯化。本研究使用的仪器和实验步骤详见补充材料。
NCA-ID的合成方法与表征
在一只50 mL圆底烧瓶中，将4-二甲氨基肉桂醛（0.35 g，2 mmol）与1,3-吲哚二酮（0.29 g，2 mmol）溶于纯乙醇（10 mL）中。加入哌啶作为催化剂，搅拌并将混合物加热回流5 h。反应结束时（监测中
结果与讨论
Knoevenagel缩合是一种经典反应，羰基化合物在弱碱催化下与活泼亚甲基化合物反应生成α,β-不饱和羰基化合物[29]。该反应通过形成碳-碳双键（C=C）有效地扩展了分子的共轭体系。借助这一机制，我们以1,3-吲哚二酮（一种刚性π受体）和N,N-二甲氨基肉桂醛（一种
结论
本研究设计并合成了一种基于吲哚二酮骨架、具有D-π-A推-拉电子结构新型近红外荧光探针NCA-ID，使其能够通过整合性荧光响应实现对AS斑块微环境的无创可视化。NCA-ID对ClO?表现出高度敏感且选择性强的双通道响应，检测限低至0.33 μM，同时在溶液中对黏度和极性也展现出响应性。在
CRediT作者贡献声明
Bailing Wei（魏百灵）：初稿撰写、方法学、形式化分析、调查研究。Xinyue Zhang（张新月）：方法学、形式化分析、调查研究、初稿撰写。Yubo Fu（付宇博）：方法学、数据整理、初稿撰写。Xue Bai（白雪）：审稿与编辑、监督、经费获取、概念化设计。Junjian Li（李俊健）：审稿与编辑、监督、概念化设计、经费获取。
伦理声明
动物实验已获海南大学动物伦理委员会审查批准（编号：HPIACUC2026015；2026年3月17日）。本研究遵循海南大学动物伦理委员会的指导建议开展。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文所报告工作的、已知的竞争性经济利益或人际关系关系。
致谢
本研究得到国家自然科学基金委（编号：82260710）、海南省自然科学基金委（编号：823RC470）以及海南大学基本科研业务费（KYQD(ZR)-22009）的资助。
Bailing Wei（魏百灵）| Xinyue Zhang（张新月）| Yubo Fu（付宇博）| Xue Bai（白雪）| Junjian Li（李俊健）
