合成染料与基因编码的蛋白质标签融合的化学遗传学方法为荧光生物成像提供了一条充满前景的途径。然而，由于缺乏在“组织透明”近红外窗口（NIR，700-1700 nm）中工作的明亮荧光染料，化学遗传学策略在应用于可视化活体深层组织信息时受到严重阻碍。

针对上述问题，我系张凡教授团队提出了一种双桥策略，构建了一种新的罗丹明染料骨架，称为2X-罗丹明。在这项工作中，该团队展示了2X-罗丹明的概念验证成果，其中X₁为硫（S），X₂为C(CH₃)₂，在715/765 nm展现出强烈的近红外吸收和发射峰，同时具有超过1000 nm的明亮发光拖尾。文中展示了2X-罗丹明染料在高速动态成像和活体内的靶向深层组织分子成像中的优越表现。此外，张凡教授团队还开发了针对HaloTag标签蛋白的近红外荧光配体，即2XR₇₁₅-HTL，它不仅可用于近红外基因编码的活细胞钙离子传感，还实现了活体脑神经元、肝细胞核的化学遗传学标记。2X-罗丹明染料显著扩展了近红外荧光染料工具库，为化学遗传学方法在活体成像和传感的深入应用奠定了基础。

课题组博士生吴文晓为该论文第一作者，复旦大学张凡教授、王尚风青年研究员为该论文共同通讯作者。该工作得到了复旦大学化学系、复旦大学先进材料实验室、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、上海市科学技术委员会重点基础研究项目、科学探索奖等机构与项目的大力支持。

       全文链接：https://doi.org/10.1021/jacs.4c03485