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郭子建：《挖掘内源性硫化氢的荧光、光声双模式的比例成像》
2026-04-04 09:23:35
作者：郭子建（中国科学院院士，南京大学化学化工学院教授）
在分子和细胞层次对生理过程进行表征和跟踪的分子影像技术为阐明各种生理和病理过程提供新的技术支持，为精准医疗和个性化治疗带来了希望。活体中信号小分子具有变化快、水平低、局域分布等特点，其水平变化与其生理功能密切相关，因此发展在活体中有效跟踪其水平变化的分子影响技术具有重要意义。与核素成像（如PET和SPECT）、磁共振成像等技术相比，光学发光成像（荧光/磷光和生物发光成像）在响应速度、灵敏度和空间分辨率等方面显示了自身特点和优势，为生命体系低浓度信号小分子的原位跟踪提供了新选择。光声成像具有优于光学发光成像的组织成像深度，可弥补光学成像的不足，而光学成像则可提供更高的灵敏度。因此荧光/光声双模式分子成像技术有望在灵敏度、时空分辨率和成像深度等指标方面实现优势互补，有望对活体中信号小分子实现更为有效可靠的跟踪。
硫化氢是继一氧化氮和一氧化碳后发现的第三个生命体系气体信号分子，在其细胞层次荧光成像快速发展的基础上，其活体荧光成像仍受到探针分布变化、成像参数、组织差异和位置异动等因素的严重限制。光谱研究发现该探针的最大吸收与最大发射都已进入近红外区域。硫化氢不仅可促使探针在805 nm处荧光发射下降并伴随着630 nm处发射的增强，实现探针对硫化氢的荧光比率响应，同时也导致探针在825 和775 nm不同激发通道中光声信号比PA825/PA775显示近2倍的增强。进一步通过活体成像实验证实了HS-CyBz可以对小鼠皮下硫化氢变化实现双通道比例荧光成像，同时还实现了小鼠体内硫化氢的首例光声比例成像。对硫化氢的两种比例成像研究表明比例成像模式可有效克服组织中探针浓度差异和变化的干扰，显示比单通道增强成像模式更为可靠的硫化氢成像能力。通过荧光/光声成像检测进一步发现小鼠注射SAM可诱导小鼠肝脏的内源性硫化氢水平明显上调。作为第一例荧光/光声双模式比例计量型硫化氢探针，该探针的成像性能显示发光/光声双模式比例成像是信号分子活体跟踪的可靠手段，为进一步发展信号小分子的活体成像跟踪技术提供了新选择。
作者介绍：
郭子建：化学生物学家，中国科学院院士、发展中国家科学院院士，英国皇家化学会会士，南京大学教授、博士生导师，南京大学化学和生物医药创新研究院院长，南京大学新生学院院长，南京大学学术委员会副主任，配位化学国家重点实验室（南京大学）学委会副主任，教育部长江学者奖励计划特聘教授，享受国务院政府特殊津贴。1999年起至今，南京大学教授。郭子建院士主要从事金属及其配合物的化学生物学研究，在锌离子探针设计、铂类抗肿瘤药物作用机制及靶向传输体系构建等领域取得系统性进展。曾主持多项国家自然科学基金重点项目，科技部973计划重大科学前沿领域项目（首席科学家），国家自然科学基金委创新群体（学术带头人），得到国家基金委化学生物学领域首个重大研究计划培育、集成及择优项目的连续资助以及多项国家自然科学基金重点项目。在J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Nat. Commun.等期刊发表论文300余篇，被引用1.9万次。曾获教育部2015年度自然科学一等奖，意大利化学会2016年度Luigi Sacconi奖章，2020年度“亚洲生物无机化学学会杰出成就奖”等奖项。
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