利用近紅外(NIR)熒光探針檢測γ-谷氨酰轉肽酶(GGT)的活性是一種極具發展前景的癌癥早期診斷策略。雖然近紅外吡啶類探針具有較好的生化分析性能，但由于探針和親本熒光素會在生物環境中發生聚集以導致信噪比(SBR)降低，因此其臨床應用仍會受到顯著的限制。有鑒于此，香港中文大學（深圳）唐本忠院士、澳門大學Tzu-Ming Liu和徐昌活研究員開發了一種GGT可激活的聚合探針OTBP-G，其在1040 nm激發下能夠在多種生物環境中實現雙光子熒光成像。
本文要點：
（1）實驗通過合理調節OTBP-G的親水性和供體-受體強度實現了扭曲的分子內電荷轉移（TICT）和系間交叉過程之間的協同作用，使得OTBP-G在激活前處于完美的暗態。發生酶促反應后，親代熒光素會在670 nm處產生明亮的聚集誘導發光發射峰。研究發現，熒光素-探針轉化可誘導產生1000倍的熒光ON/OFF比值，實現SBR > 900的體外GGT檢測。
（2）體內的OTBP-G可在1分鐘內被激活，其在小鼠耳血管中能夠實現SBR > 400的成像效果。實驗結果表明，局部噴涂的OTBP-G能夠在早期發現乳腺癌肺轉移，其性能優于臨床標準（蘇木精-伊紅染色），有望進一步推動腫瘤早期診斷和腫瘤相關生理學研究的發展。綜上所述，該研究構建的OTBP-G探針突出了親水性和供體-受體強度在最大化TICT探針的開/關比方面的關鍵作用，證明了OTBP具有作為基于活性的傳感通用平臺的重要潛力。
Hanchen Shen. et al. A Near-Infrared-II Excitable Pyridinium Probe with 1000-Fold ON/OFF Ratio for γ?Glutamyltranspeptidase and Cancer Detection. ACS Nano. 2024
DOI: 10.1021/acsnano.4c03963
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.4c03963
