1. 研究背景
糖尿病已成为世界上最常见的慢性疾病之一，其特征是高血糖（通常称为高血糖症）。在高糖刺激下，细胞内会产生过量的活性氧（ROS），细胞器的微环境（极性、粘度、pH值等）也会发生变化，最终导致细胞损伤或死亡。糖尿病患者体内的葡萄糖不能被有效转化和储存，这不仅会干扰正常的生理代谢活动，还会导致严重的器官功能障碍，如肺部感染、肝损伤和其他糖尿病并发症，使得糖尿病更加复杂，降低了糖尿病患者的生活质量，增加了死亡率。一旦出现并发症，药物*疗很难逆转，因此，尽早发现糖尿病并发症非常重要。目前，虽然糖尿病的诊断已不再是问题，但传统的血糖测量方法无法实时、原位显示糖尿病并发症过程中细胞或器官的损伤情况，这导致了诊断信息的丢失和最佳*疗窗口的延迟。因此，在细胞和体内水平上开发非侵入性分析方法用于糖尿病并发症的原位诊断具有重要意义。
2. 结果与讨论
设计了一种极性响应性溶酶体靶向荧光探针SNL，用于研究糖尿病过程中溶酶体极性的变化。SNL可以特异性地照亮糖尿病小鼠的肺部和肝脏。SNL利用经典染料BODIPY作为荧光团，并通过C═C键连接苯基甲基哌嗪，这不仅延长了共轭系统，使其吸收和发射波长进入近红外（NIR）区域，而且有效地靶向溶酶体。通过溶液和细胞实验证实了SNL的极性响应，并通过共定位实验证明了其溶酶体靶向性。通过利用这些特性，发现细胞的高糖刺激导致溶酶体极性的降低。此外，通过建立链霉素（STZ）诱导的糖尿病小鼠模型，SNL可以显示更亮的荧光，以指示糖尿病小鼠的肺和肝损伤。
图1. 近红外荧光探针SNL用于溶酶体极性和糖尿病小鼠的成像示意图
图2. SNL的光谱性质
图3. SNL用于糖尿病小鼠肝、肺成像
DOI:10.1021/acs.analchem.4c03214
