复旦大学开发了一系列高稳定性且发射波长大于1000 nm的近红外二区小分子荧光染料

近日，复旦大学化学系的张凡课题组开发了一系列高稳定性且发射波长大于1000 nm的近红外二区小分子荧光染料，实现了活体小动物淋巴循环的高分辨率长时间成像，同时利用染料之间的能量共振转移（FRET）作用实现了药物诱导肝损伤的原位检测，有望为生命科学及医学研究提供新的解决方案。相关研究工作发表于Angewandte Chemie International Edition，论文第一作者为雷祖海博士。

小分子荧光染料是荧光成像与传感技术在生物医学研究中得以发挥重要作用的有力工具。近年来兴起的近红外二区（1000~1700 nm）荧光成像技术为该领域带来一次重大技术变革。相比于传统技术采用的短波段（400~900 nm）荧光，近红外二区荧光可显著降低生物组织的散射以及自发荧光干扰，因而极大地革新了成像分辨率和成像深度。然而，限制该技术得以进一步发展的一个重要瓶颈是缺乏合适的生物兼容性小分子荧光染料。现有的近红外二区荧光染料普遍稳定性较差，尤其在水溶液中的稳定性，同时也缺乏合适的荧光调节方式，在生物传感分析中应用受限。

针对上述问题，张凡教授研究团队从稳定性和波长可调性两个角度出发，巧妙结合了呫吨染料的结构刚性与菁染料的波长可调性，基于此开发了系列波长可调的高稳定性近红外二区荧光染料（CX）。与传统染料相比，该类染料在水溶液中具有更优异的化学稳定性和光稳定性，其活体淋巴成像效果远胜于金标准染料吲哚菁绿。与此同时，研究团队通过对染料光物理性质的深入研究，成功构筑了首个基于FRET的近红外二区OONO-传感探针，并将其应用于无创的药物诱导肝损伤检测。相对于传统的OFF-ON（无-有）型荧光探针的定性检测，基于FRET的比率型荧光探针提供的是自校正的比率信号，可以实现定量的检测，同时结合体外模拟组织校正曲线，为活体内荧光定量分析提供了新的解决方案。

CX染料的结构及其紫外-可见-近红外吸收与荧光发射光谱，基于FRET的近红外二区OONO-荧光探针

该工作得到复旦大学化学系、聚合物分子工程国家重点实验室、上海市分子催化与功能材料重点实验室、国家重点研发项目、国家自然科学基金杰出青年基金、上海市科学技术委员会重点基础研究项目、博士后基金、博士后创新计划的大力支持。