对G-四链体(G4)进行精准活体成像对于理解G4相关疾病(如癌症)的发生和进展而言至关重要。现有的活体G4荧光探针主要为近红外一区(NIR-I)探针，发射波长较短，导致其应用的准确性不够理想。近红外二区(NIR-II)荧光成像能够显著减少自身荧光干扰和实现更深的组织穿透，可进一步提高活体成像的准确性。然而，由于缺乏有效的探针设计策略，因此NIR-II G4探针的发展仍面临着很大的阻碍。有鉴于此，湖南大学张晓兵教授和任天兵教授通过循序渐进的合理设计方法，成功地开发了首个具有NIR-II发射、可用于体内G4检测的小分子荧光探针（NIRG-2）。

本文要点：

（1）分子对接计算表明，NIRG-2能够与G4结构形成稳定的氢键和强π-π相互作用，有效抑制扭曲的分子内电荷转移(TICT)，从而选择性地阐明G4结构。由于其具有NIR-II发射(940 nm)，大的Stokes位移(90 nm)和高选择性，因此NIRG-2可实现高达47倍的荧光增强和5 mm的组织成像深度，以用于活体G4检测，其性能也显著优于现有的G4探针。利用NIRG-2，研究者首次通过淋巴结实现了对肿瘤转移的高对比度可视化成像以及精准的肿瘤切除。

（2）实验结果表明，NIRG-2在评估肿瘤淋巴转移模型的手术和药物治疗效果方面具有高度的有效性和可靠性。综上所述，该研究构建的NIRG-2探针可作为深入了解体内G4相关疾病的重要分子工具，有望为开发G4激活的临床NIR-II探针提供一个新的策略。

Ren-Xuan Wang. et al. Rational Design of NIR-II G-Quadruplex Fluorescent Probes for Accurate In Vivo Tumor Metastasis Imaging. Journal of the American Chemical Society. 2024

DOI: 10.1021/jacs.3c13851

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c13851