近日，復旦大學化學系的張凡課題組開發了一系列高穩定性且發射波長大于1000 nm的近紅外二區小分子熒光染料，實現了活體小動物淋巴循環的高分辨率長時間成像，同時利用染料之間的能量共振轉移（FRET）作用實現了藥物誘導肝損傷的原位檢測，有望為生命科學及醫學研究提供新的解決方案。相關研究工作發表于Angewandte Chemie International Edition，論文第一作者為雷祖海博士。

小分子熒光染料是熒光成像與傳感技術在生物醫學研究中得以發揮重要作用的有力工具。近年來興起的近紅外二區（1000~1700 nm）熒光成像技術為該領域帶來一次重大技術變革。相比于傳統技術采用的短波段（400~900 nm）熒光，近紅外二區熒光可顯著降低生物組織的散射以及自發熒光干擾，因而極大地革新了成像分辨率和成像深度。然而，限制該技術得以進一步發展的一個重要瓶頸是缺乏合適的生物兼容性小分子熒光染料。現有的近紅外二區熒光染料普遍穩定性較差，尤其在水溶液中的穩定性，同時也缺乏合適的熒光調節方式，在生物傳感分析中應用受限。

針對上述問題，張凡教授研究團隊從穩定性和波長可調性兩個角度出發，巧妙結合了呫噸染料的結構剛性與菁染料的波長可調性，基于此開發了系列波長可調的高穩定性近紅外二區熒光染料（CX）。與傳統染料相比，該類染料在水溶液中具有更優異的化學穩定性和光穩定性，其活體淋巴成像效果遠勝于金標準染料吲哚菁綠。與此同時，研究團隊通過對染料光物理性質的深入研究，成功構筑了首個基于FRET的近紅外二區OONO-傳感探針，并將其應用于無創的藥物誘導肝損傷檢測。相對于傳統的OFF-ON（無-有）型熒光探針的定性檢測，基于FRET的比率型熒光探針提供的是自校正的比率信號，可以實現定量的檢測，同時結合體外模擬組織校正曲線，為活體內熒光定量分析提供了新的解決方案。

CX染料的結構及其紫外-可見-近紅外吸收與熒光發射光譜，基于FRET的近紅外二區OONO-熒光探針

該工作得到復旦大學化學系、聚合物分子工程國家重點實驗室、上海市分子催化與功能材料重點實驗室、國家重點研發項目、國家自然科學基金杰出青年基金、上海市科學技術委員會重點基礎研究項目、博士后基金、博士后創新計劃的大力支持。