近日，我系张凡教授研究团队（http://nanobiolab.fudan.edu.cn/）基于近红外二区（NIR-II）荧光共振能量转移（FRET）体系构筑了一系列pH值检测转换点可调的比率型荧光探针用于活体肿瘤微环境pH值的动态可视化监测。相关研究论文“NIR-II pH Sensor with FRET Adjustable Transition Point for In Situ Dynamic Tumor Microenvironment Visualization”在线发表于《德国应用化学》（Angew. Chem. Int. Ed., 2021, 60(10), 5091-5095）。张凡教授课题组博士生赵梦瑶与博士后汪剑波为论文共同第一作者。

       肿瘤细胞内葡萄糖的非氧化分解会导致细胞外氢离子（H⁺）浓度升高，pH值降低。因此，弱酸性微环境作为肿瘤部位最重要和最常见的生理特征之一，被广泛应用于实体肿瘤的体内检测。近年来，随着比率荧光成像和多光谱光声成像技术的发展，活体内无创肿瘤pH值可视化监测已经得到了实现。然而，大多数活体pH传感探针具有固定的pH检测转换点（pH_t）和pH响应区间，导致只能在pH_t周围狭窄的范围内实现灵敏的pH监测，这阻碍了在不同生物微环境动态变化过程对肿瘤pH的高灵敏监测。若要调整探针的pH_t值，则需要对探针结构进行重新设计与合成，这大大加重了合成工作量。

       针对这一难题问题，张凡教授团队在构筑NIR-II有机染料FRET体系过程中，通过调节供-受体染料的摩尔比例，获得了一系列具有不同pH_t与pH响应区间可调的比率型荧光探针。相较于传统的具有固定pH_t的探针，此类荧光探针可实现肿瘤微环境pH下降和上升过程中的可视化监测。与标准电极检测数值相比，检测误差在1%以内。同时，此方法可进一步推广至其他响应性能量供受体比率荧光传感探针的设计。

       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、国家自然科学基金杰出青年基金、国家自然科学基金基础科学中心项目、上海市科学技术委员会重点基础研究项目和中国博士后科学基金的大力支持。

       示意图. （a）供体-受体染料的结构式。（b）比率型荧光探针检测pH变化的机理图。（c）探针pH转换点（pHt）调节示意图。（d）活体实时动态监测pH变化示意图。

       全文链接： https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202012021