医学部林静教授团队在Research发表研究论文：活体硫化氢高灵敏成像
发布时间：2024-01-30
近日，深圳大学医学部生物医学工程学院林静特聘教授团队在Science合作期刊Research（影响因子11，中科院一区，TOP期刊）上发表了题为“A FRET-Based Ratiometric H2S Sensor for Sensitive Optical Molecular Imaging in Second Near-Infrared Window”的研究论文。医学部副研究员雷珊、研究生姜珂佳为共同第一作者，林静教授为通讯作者，深圳大学为唯一完成单位。
基于化学反应的传感（ABS）是一项新兴的诊断技术，结合活体成像模态，有望实现生物活性物质在体可视化检测。相比于传统成像技术，荧光成像技术在活体诊断中具有很大的应用前景。特别是第二近红外窗口（NIR-II，900-1700 nm）荧光成像技术，由于其高灵敏度和高时空分辨率，已被用于荧光成像引导的手术切除、活体示踪和分子事件监测等，极大推动了体内生物信息可视化领域的发展。
硫化氢（H2S）是一种重要的活体气体信使分子，它介导了各种生物过程，包括调节炎症反应、血压、代谢、抑制免疫微环境和治疗各种疾病（器官损伤、癌症）。因此，精准测量生命系统中H2S水平，可以反映生理和病理状态，从而加深对H2S相关疾病生物学信息的认识。迄今为止，已经开发了许多用于H2S检测的荧光ABS探针。然而，这些探针发射波长大多在近红外一区（NIR-I）且制备方法复杂。因此，发展简单易得的NIR-II窗口ABS探针，用于准确检测疾病中H2S水平，对于深入理解与H2S相关的疾病具有重要意义。
本研究开发了一种用于活体H2S检测的光学分子影像探针，实现了原位肝癌、结肠癌以及肝损伤中H2S的比率型NIR-II荧光成像（图1）。以响应H2S的染料分子LET-1055作为受体、对H2S惰性的染料分子Rh930作为供体，基于荧光共振能量转移（FRET）机制，构建了比率型NIR-II荧光成像探针（FRHS）。FRHS不仅对H2S具有较高的灵敏度和选择性，还具有较快的反应动力学（~20 min）和较低的检测限（LOD：~96 nM）。在NIR-II荧光成像系统下可实现对活体原位肝癌、结肠癌以及肝损伤中H2S的特异高灵敏比率NIR-II荧光成像。NIR-II荧光成像技术具有高灵敏度和高时空分辨率等特点，将其整合到ABS平台，有望实现多种疾病生物标志物的活体可视化，从而满足生物医学研究和临床诊断的需求。
图1. 基于FRET的NIR-II ABS平台FRHS的构建及响应机制
该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、深圳市科技计划基础研究等项目的支持。
原文链接：https://spj.science.org/doi/10.34133/research.0286
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