化學(xué)發(fā)光（Chemiluminescence）是一種不需要外部光源激發(fā)，由特定的化學(xué)反應(yīng)所引發(fā)的一種發(fā)光現(xiàn)象。與熒光成像不同，化學(xué)發(fā)光成像不需要外部光源激發(fā)。由于消除了來(lái)自散射光和自體熒光的背景干擾, 化學(xué)發(fā)光能夠提供更好的靈敏度和更高的信噪比。同時(shí)，無(wú)外部光源激發(fā)也避免了光源照射所產(chǎn)生可能損害機(jī)體的熱效應(yīng)以及廣域成像中光斑照射不均勻所引起的信號(hào)失真。目前已報(bào)道的化學(xué)發(fā)光體系發(fā)射波長(zhǎng)主要集中在400-850 nm之間，受可見(jiàn)區(qū)強(qiáng)烈的光散射和組織吸收限制，化學(xué)發(fā)光成像的穿透深度和信噪比有待進(jìn)一步提升。因此，發(fā)掘和探索生物組織穿透深度和信噪比更高的近紅外二區(qū)（NIR-II）（1000-1700 nm）化學(xué)發(fā)光探針是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。  

　　近日，研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)一步Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)合成了兩種斯托克斯位移大、抗氧化性好的D-A-D結(jié)構(gòu)染料分子BTD540和BBTD700，在此基礎(chǔ)上制備的近紅外二區(qū)化學(xué)發(fā)光探針在H2O2存在下，H2O2首先與化學(xué)發(fā)光底物CPPO發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生不穩(wěn)定、高能量的活性中間體（1,2-dioxetanedione intermediate，DOD），此活性中間體將能量通過(guò)化學(xué)發(fā)光能量共振轉(zhuǎn)移（CRET）傳遞給受體分子BTD540，進(jìn)一步通過(guò)熒光共振能量轉(zhuǎn)移（FRET）將能量傳遞給BBTD700，最終發(fā)射BBTD700的近紅外二區(qū)信號(hào)。近紅外二區(qū)化學(xué)發(fā)光探針對(duì)H2O2選擇性高，體外模擬組織穿透深度達(dá)~ 8 mm。在小鼠淋巴和關(guān)節(jié)炎癥模型中，與近紅外二區(qū)熒光成像相比，近紅外二區(qū)化學(xué)發(fā)光探針成像信噪比比熒光成像分別高3.4和4.5倍，體現(xiàn)出近紅外二區(qū)化學(xué)發(fā)光探針在活體成像中的應(yīng)用前景。

圖1. BTD540、BBTD700和CPPO的結(jié)構(gòu)式、產(chǎn)生NIR-II區(qū)化學(xué)發(fā)光機(jī)理及生物應(yīng)用

　　參考文獻(xiàn):

　　Yanling Yang, Shangfeng Wang, Lingfei Lu, Qisong Zhang, Peng Yu, Yong Fan*, Fan Zhang*. NIR‐II Chemiluminescence Molecular Sensor for In‐Vivo High Contrast Inflammation Imaging. Angew. Chem. Int. Ed., 2020,59, 18380 –18385.