华中农业大学孙耀教授团队 Chem. Biomed. Imaging | 用于生物成像的可激活近红外 Schaap's 1,2-Dioxetane化学发光探针

通讯作者：李崇录，武汉科技大学医学院公共卫生学院；孙耀，华中农业大学生物医学与健康学院/化学学院

作者： Meiqin Li (李美琴), Chonglu Li* (李崇录), Yao Sun* (孙耀)

传统光学成像中，荧光成像虽具有高空间分辨率和灵敏度，但其依赖外部激发光源，导致组织光散射和自发荧光干扰，严重限制了活体成像的信噪比和穿透深度。化学发光成像因无需实时激发，完全避免了自发荧光背景，因而在深层组织成像和低噪声检测方面展现出独特优势。特别是近红外（NIR）化学发光探针，凭借更深的组织穿透能力和更低的光散射，成为光学成像领域的研究热点。

近日，华中农业大学孙耀教授团队在 Chemical & Biomedical Imaging 上发表综述，系统阐述了基于Schaap’s 1,2-二氧杂环丁烷的近红外化学发光探针。本综述首先介绍了近红外化学发光探针的分子设计策略，随后详细梳理了近红外可激活Schaap’s 1,2-二氧杂环丁烷探针在癌症、炎症、肝脏损伤、肾脏损伤以及成像引导手术等方面的应用。同时，文章还深入剖析了该类探针在检测不同生物标志物方面的优缺点，最后讨论了近红外化学发光成像技术当前面临的挑战及未来的发展方向。

图2.  近红外Schaap’s 1,2-Dioxetane化学发光探针的两种作用机制

本综述系统阐明，与传统的化学发光体系（如鲁米诺、过氧草酸酯）相比，Schaap’s 1,2-Dioxetane及其衍生物具有合成简便、修饰灵活、水相中余辉明亮等优点。此外，鲁米诺和过氧草酸酯的化学发光通常仅由H₂O₂触发，限制了其在复杂生物体系中的通用性；而Schaap’s 1,2-二氧杂环丁烷探针可通过酚羟基的保护/去保护策略，被多种疾病相关生物标志物特异性激活，包括活性氧/氮物种、硫化氢以及多种酶。这使得该平台可广泛用于癌症、肾损伤、肝损伤、炎症等多种病理过程的成像。同时开发第二近红外窗口探针、多靶点可激活探针、多模态成像探针可以有效解决当前探针面临的多种挑战，如合成路线复杂、热稳定性差、量子产率偏低、单一标志物可能导致假阳性等。

相关论文发表在高质量期刊Chemical & Biomedical Imaging上，华中师范大学博士研究生李美琴为文章的第一作者，武汉科技大学李崇录讲师与华中农业大学孙耀教授为文章的共同通讯作者。

李崇录 讲师

李崇录，武汉科技大学教师，毕业于华中师范大学，师从孙耀教授。主要研究方向是围绕肿瘤与病原微生物的精准诊疗需求，以分子工程和超分子自组装为核心策略，构建具有可调控光学特性的超分子荧光探针，并发展可用于体内成像、动态监测及高效治疗的医工交叉诊疗平台。以第一作者（含共一）及共同通讯作者发表SCI论文30余篇，成果发表于PNAS、Angew. Chem. Int. Ed、Nat. Commun.、Chem. Soc. Rev.、Chem. Sci.、Chem. Eng. J.等国际高水平期刊。相关研究工作得到国家自然科学基金和国家重点研发计划的资助。

孙耀 教授

孙耀，教授，先后在华中农业大学、华中科技大学和武汉大学获得学士、硕士（导师：李涛教授）和博士学位（导师：洪学传教授/邓子新院士）；美国斯坦福大学医学院分子影像中心/金丝雀癌症早期诊断中心，博士后（导师：程震教授）。2017年-2025年华中师范大学教授/博导，2025年-至今华中农业大学教授/博导，国家优秀青年科学基金获得者，湖北省自然科学基金创新群体项目负责人，中国化学快报编委，任中国分析测试协会分子光谱专业委员会委员、中国感光学会光学传感与诊疗专业委员会委员。课题组研究方向为分子光谱测量。目前主要从事新兴传染性疾病的快速诊断、光谱分析和成像研究。课题组以荧光光谱和拉曼光谱为研究手段，交叉融合超分子配位自组装、主客体化学、近红外二区荧光、表面增强拉曼光谱（SERS）和电流体力学（electrohydrodynamic, EHD）等技术手段，建立了灵敏度高、精准度佳、通量数多的体外、活体及临床样品的病原体光学分析新平台和试剂，并取得了系统性的创新成果，近五年以来以通讯作者身份在国际著名学术刊物PNAS、J. Am. Chem. Soc.、Nat. Commun.、Angew. Chem.、Chem. Soc. Rev.、Adv. Funct. Mater.、Sci. China Chem.、Chin. Chem. Lett.、 Anal. Chem.等发表40余篇高水平学术论文，其中8篇入选ESI高被引用论文。荣获2023年山西省科学科技合作一等奖（第三完成人）和2023年湖北省自然科学三等奖（第一完成人）。

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