近日，海南医科大学于法标团队青年教师王蕊副研究员携同海医第一附属医院影像科陈建强主任在《Chinese Chemical Letters》上发表了题为“Sequential recognition of hydrogen polysulfides and formaldehyde via a cascade-activated two-photon probe for early-stage stroke imaging”的研究论文（DOI：10.1016/j.cclet.2026.113366）。本研究构建了多硫化氢（H2Sn）/甲醛（FA）级联响应双光子荧光探针H2Sn-FA，通过“先识别H2Sn、后响应FA”的顺序反应实现信号放大，从而提高复杂生物环境中缺血性脑卒中病灶识别的特异性和灵敏度。在小鼠缺血性脑卒中模型中，该探针可在卒中发生后约15 min 显示病灶信号，比DWI-MRI提前约15 min，为超早期治疗决策和缺血再灌注继发损伤监测提供了潜在的分子成像工具。
本研究从缺血性脑卒中早期H2Sn和FA协同升高的代谢特征出发，选用荧光素衍生物作为荧光骨架，引入酯基调控探针的初始荧光状态，并以硝基作为H2Sn识别位点，构建级联响应双光子荧光探针H2Sn-FA。H2Sn首先将硝基还原为氨基，随后氨基与FA发生反应，依次触发两步荧光激活，实现信号放大和双靶标特异性识别。该探针在大脑中动脉阻塞小鼠模型（MCAO）小鼠中于卒中后约15 min显示病灶信号，较DWI-MRI提前约15 min；同时，还可动态监测缺血再灌注后对侧脑半球的继发性损伤，为卒中超早期分子成像和治疗决策提供潜在工具。
图1.H2Sn-FA在PBS缓冲液中的光物理性质。(a) 探针与H2Sn和FA反应前后的紫外–可见吸收光谱；(b) 反应前后的荧光发射光谱；(c) 探针对不同浓度H2Sn的荧光响应；(d) 探针经H2Sn预处理后对不同浓度FA的荧光响应；(e) H2Sn浓度与荧光强度的线性关系；(f) FA浓度与荧光强度的线性关系；(g) (h) 探针在复杂混合体系中的选择性响应。
探针依次与H2Sn和FA反应后，吸收及荧光信号逐步增强，并对两种目标物表现出良好的线性响应关系和较高的选择性。
图2.外源和内源诱导条件下PC12细胞中H2Sn和FA的荧光检测。(a、b) 分别显示外源和内源诱导H2Sn、FA生成后PC12细胞的荧光变化；(c、d) 对应的荧光强度定量分析；(e、f) 对应的流式细胞术分析。
H2Sn-FA能够有效检测PC12细胞内H2Sn和FA的变化，并通过荧光信号反映二者的动态生成与清除。
图3.假手术组和MCAO小鼠模型的体内荧光成像、MRI成像及免疫荧光分析。(a、b) 探针注射后不同时间点的体内荧光和MRI图像；(c) 荧光成像与MRI的效果对比；(d) 两种成像信号的归一化分析；(e) 脑组织免疫荧光染色结果。
探针荧光成像能够在MCAO小鼠卒中后约15 min识别缺血性病灶，较MRI显示出更快的响应速度；免疫荧光结果进一步验证了病灶区域的组织损伤和炎症反应。
图4.假手术组和MCAO/R小鼠模型的体内荧光成像及免疫荧光分析。(a) 再灌注1、6、12和24 h时的实时荧光图像；(b) 对侧脑半球荧光信号定量；(c) 对侧脑半球免疫荧光图像；(d、e) 免疫荧光定量分析。
H2Sn-FA可通过对侧脑半球荧光信号的增强，动态监测MCAO/R小鼠再灌注后的继发性脑损伤及神经胶质细胞活化。
本研究构建了可顺序识别H2Sn和FA的级联响应双光子荧光探针H2Sn-FA，实现了对缺血性脑卒中相关双重代谢标志物的联合检测。该探针具有较好的选择性、灵敏度、细胞相容性和体内成像能力，可在MCAO小鼠中于约15 min 内识别缺血病灶，并动态反映缺血再灌注后对侧脑半球的继发性变化。研究为基于内源性代谢异常的卒中超早期分子成像提供了新的设计策略。
本研究成果得到了国家自然科学基金、海南省教育厅、海南省重点研发计划、海南医科大学学术提升支持计划及大学生创新训练计划等基金的支持。
通讯作者个人简介：王蕊，海南医科大学生命科学与医学技术学院副研究员、硕士生导师。主要从事脑信号荧光实时动态解析和感染的非侵入光疗的研究。
通讯作者个人简介：于法标，海南医科大学生命科学与医学技术学院研究员、硕士生导师。主要从事疾病的快速筛查、精准诊断与早期预警新技术究；创伤快速处理与修复新材料方面的研究。
第一作者个人简介：王惠敏，海南医科大学第一临床医学院放射影像学专业硕士研究生，主要研究方向为中枢神经系统及分子影像学。
原文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1001841726010053
出品｜CCL编辑部
供稿｜王蕊、于法标、王惠敏
审核｜王俊丽
