近日，深圳大學(xué)醫(yī)學(xué)部生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院林靜特聘教授團(tuán)隊(duì)在Science合作期刊《Research》（影響因子11，中科院一區(qū)，TOP期刊）上發(fā)表了題為《A FRET-Based RatiometricH2SSensor for Sensitive Optical Molecular Imaging in Second Near-Infrared Window》的研究論文。醫(yī)學(xué)部副研究員雷珊、研究生姜珂佳為共同第一作者，林靜教授為通訊作者，深圳大學(xué)為唯一完成單位。
基于化學(xué)反應(yīng)的傳感（ABS）是一項(xiàng)新興的診斷技術(shù)，結(jié)合活體成像模態(tài)，有望實(shí)現(xiàn)生物活性物質(zhì)在體可視化檢測。相比于傳統(tǒng)成像技術(shù)，熒光成像技術(shù)在活體診斷中具有很大的應(yīng)用前景。特別是第二近紅外窗口（NIR-II，900-1700 nm）熒光成像技術(shù)，由于其高靈敏度和高時(shí)空分辨率，已被用于熒光成像引導(dǎo)的手術(shù)切除、活體示蹤和分子事件監(jiān)測等，極大推動(dòng)了體內(nèi)生物信息可視化領(lǐng)域的發(fā)展。
硫化氫（H2S）是一種重要的活體氣體信使分子，它介導(dǎo)了各種生物過程，包括調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)、血壓、代謝、抑制免疫微環(huán)境和治療各種疾病（器官損傷、癌癥）。因此，精準(zhǔn)測量生命系統(tǒng)中H2S水平，可以反映生理和病理狀態(tài)，從而加深對(duì)H2S相關(guān)疾病生物學(xué)信息的認(rèn)識(shí)。迄今為止，已經(jīng)開發(fā)了許多用于H2S檢測的熒光ABS探針。然而，這些探針發(fā)射波長大多在近紅外一區(qū)（NIR-I）且制備方法復(fù)雜。因此，發(fā)展簡單易得的NIR-II窗口ABS探針，用于準(zhǔn)確檢測疾病中H2S水平，對(duì)于深入理解與H2S相關(guān)的疾病具有重要意義。
本研究開發(fā)了一種用于活體H2S檢測的光學(xué)分子影像探針，實(shí)現(xiàn)了原位肝癌、結(jié)腸癌以及肝損傷中H2S的比率型NIR-II熒光成像（圖1）。以響應(yīng)H2S的染料分子LET-1055作為受體、對(duì)H2S惰性的染料分子Rh930作為供體，基于熒光共振能量轉(zhuǎn)移（FRET）機(jī)制，構(gòu)建了比率型NIR-II熒光成像探針（FRHS）。FRHS不僅對(duì)H2S具有較高的靈敏度和選擇性，還具有較快的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)（~20 min）和較低的檢測限（LOD：~96nM）。在NIR-II熒光成像系統(tǒng)下可實(shí)現(xiàn)對(duì)活體原位肝癌、結(jié)腸癌以及肝損傷中H2S的特異高靈敏比率NIR-II熒光成像。NIR-II熒光成像技術(shù)具有高靈敏度和高時(shí)空分辨率等特點(diǎn)，將其整合到ABS平臺(tái)，有望實(shí)現(xiàn)多種疾病生物標(biāo)志物的活體可視化，從而滿足生物醫(yī)學(xué)研究和臨床診斷的需求。
圖1 基于FRET的NIR-II ABS平臺(tái)FRHS的構(gòu)建及響應(yīng)機(jī)制
