肝脏缺血-再灌注损伤（HIRI）是肝切除和肝移植等手术过程中不可避免的并发症。据统计，HIRI可导致10%的早期肝移植失败，45%的组织排异和器官损伤，严重阻碍了肝脏手术相关病人的术后恢复。因此，准确、实时地监测HIRI的动态发展将为其早期诊断和治疗提供重要机会。然而，目前临床手段包括血检、肝组织活检和影像学诊断等方法由于检验指标的滞后性及较低的灵敏度和分辨率，往往无法实现肝损伤的早期诊断和动态跟踪。

众所知周，病理过程中分子水平的变化总是早于组织水平的变化及器官功能改变。活性氧（ROS）的产生是HIRI发生、发展的一个重要标志。因此，实时监测肝脏ROS的分子水平波动将是HIRI早期诊断与辅助治疗的重要途径。近年来，荧光探针因其优异的灵敏度和空间分辨率，在疾病诊断与治疗领域展示出极大潜力。然而，目前尚未有探针可用于活体内ROS的动态监测。文献所报道的ROS 探针，或因响应机制的不可逆性无法实现动态追踪、或因荧光发射波长短（< 900 nm）从而无法穿透动物组织，均无法获取活体肝脏内时间分辨的ROS波动信息。

鉴于此，近日湖北大学刘志洪教授团队巧妙地利用稀土纳米材料（RENPs）和Mo-多金属氧簇（Mo-POMs）间的竞争吸收作用（ACIE）开发了一种发射在第二近红外窗口长波长区域（NIR-IIb, 1500-1700 nm）的可逆氧化还原荧光探针用于HIRI实时成像分析。

该团队通过调控Mo-POMs中Mo(V)和Mo(VI)之间的价态变化实现探针对ROS和谷胱甘肽（GSH）的可逆响应。Mo(V)-POMs因其在650-1100 nm的宽带吸收使RENPs的荧光发射处于关闭状态；当其被ROS氧化为Mo(VI)-POMs后，特征吸收峰消失，RENPs的荧光恢复。相反，当其处于还原性环境后，Mo(VI)被还原为Mo(V)，荧光发射再次关闭。此外，RENPs不同的激发波长还为探针提供了一个可有效减少生物环境干扰的比率信号。

利用该探针，研究人员成功地实现了从肝脏缺血到再灌注全过程中ROS的实时成像，获得了HIRI期间肝脏内时间分辨的ROS曲线。

同时，研究人员利用该探针揭示了缺血预处理后ROS的特征变化趋势。尤为重要的是，通过跟踪ROS的动态可逆变化，成功实现了HIRI发生过程中的及时药物干预，并可对其治疗效果进行监测。

该项研究解决了NIR-II区可逆氧化还原探针构建的难题，提供了一种活体内实时检测ROS的有力工具，有望在ROS相关的生物医学研究领域获得广泛应用。