在某些实体肿瘤中常表现为氧浓度不足(约4% ，甚至低至0%)。低氧微环境与放化疗的高抵抗性相关，这可能导致预后不良和肿瘤复发。因此，探讨缺氧程度对于评价肿瘤进展及预测治疗效果具有重要的临床意义。在缺氧性肿瘤细胞中，亚硝基还原酶(一种黄素蛋白酶)常常过表达。NTR作为一种还原酶，在NADH/NADPH作为氢供体的存在下，可以将含硝基的芳香族衍生物还原为相应的羟胺或氨基衍生物。此外，NTR水平上调被认为是缺氧的标志，也是肿瘤标志物。因此，迫切需要监测NTR在缺氧性肿瘤中的表达。

近年来，荧光探针因其操作简单、灵敏度高、时空分辨率无与伦比而受到广泛关注。到目前为止，已有许多“OFF-ON”荧光探针被报道用于检测NTR和肿瘤缺氧程度。不幸的是，大多数探针在紫外和可见光波段(650 nm以下)发射，这受到背景自荧光和低组织穿透深度的严重干扰。对于NTR的定量检测，近红外荧光探针更具优势，因为它们表现出穿透更深以及对生物样本的损害更小的优点。

图 1

因此，研制一种能够精确测定NTR的灵敏的近红外荧光探针仍然是一个巨大的挑战。本文通过扩展罗丹明荧光团的π偶联体系，合成了方案1所示的两种NTR激活的近红外探针(ZY-1和ZY-2)。由于硝基的猝灭作用，这两种探针在没有NTR的情况下背景荧光都可以忽略不计。相反，当与NTR反应时，硝基被特异性地还原为氨基，探针相应地发出近红外荧光发射。

图 2

特别是对于ZY-2，由于共价键的存在限制了分子内的转动，这可以显著提高探针的灵敏度和与NTR反应后的荧光量子产率。ZY-2显示出较大的强度增强(32倍)，并且NTR浓度与荧光强度之间存在良好的线性关系。ZY-2能够靶向线粒体，具有良好的生物相容性。通过评估HeLa和HepG2细胞的缺氧程度以及检测外源性NTR，成功证明了该方法的适用性。此外，ZY-2可以检测荷瘤小鼠模型中的肿瘤缺氧。

图 3

DOI：10.1016/j.snb.2021.131145