近日，南华大学药学院何隆薇教授团队在生物传感领域取得多项进展，相关成果分别发表在著名国际学术期刊Advanced Healthcare Materials（中科院1区TOP期刊，IF = 10.0）、Sensors and Actuators: B. Chemical（中科院1区TOP期刊，IF = 8.4）、Journal of Materials Chemistry B（中科院2区TOP期刊，IF = 7.0）。
糖尿病及其并发症，如糖尿病肝病，已成为困扰人们健康的重大问题。对其病理过程中氧化还原状态的检测可以有效地帮助我们对疾病有更深入的了解。一对氧化还原物质过氧亚硝酸根离子（ONOO-）和谷胱甘肽（GSH）被认为与其发生发展密切相关。因此，ONOO-和GSH在糖尿病肝病中的直接可视化对于在分子水平上评估疾病至关重要。在此，我们基于近红外荧光团的羟基和氨基，通过保护与脱保护策略，制备了两种可激活的探针NTCF-ONOO-和NTCF-GSH，用于选择性检测ONOO-和GSH。观察了外源性和内源性ONOO-和GSH在活细胞和体内的动态荧光成像。重要的是，本研究可视化了糖尿病肝病细胞模型中的ONOO-和GSH水平，并探讨了该过程中与NAD+/NADH相关的可能的氧化还原失衡机制。此外，这两个探针可以灵敏地识别由链脲佐菌素和链脲佐菌素/对乙酰氨基酚诱导的糖尿病肝损伤引起的氧化应激过程中ONOO-和GSH含量的动态变化。此外，这些探针还可有效监测糖尿病患者的临床血清样品。这项工作将极大地促进与氧化应激事件相关的临床糖尿病肝脏疾病早期检测的发展。这一成果以“De Novo Design of Near-Infrared Fluorescent Agents Activated by Peroxynitrite and Glutathione-Responsive Imaging for Diabetic Liver Disease”为题于10月16日在线发表在Advanced Healthcare Materials。南华大学药学院硕士研究生江仁峰和附属南华医院青年教师张红帅为共同第一作者，南华大学药学院何隆薇教授和附属南华医院程丹教授为本研究论文的共同通讯作者。南华大学衡阳医学院药学院和附属南华医院为通讯单位。文章链接：https://doi.org/10.1002/adhm.202302466。
自噬抑制是药物性肝损伤（DILI）的早期原因。溶酶体中的半胱氨酸（Cys）水平与自噬相关。可视化检测溶酶体中的Cys是DILI早期诊断和疗效评估的新要求。因此，需要开发能够可靠、选择性和灵敏地检测溶酶体中Cys的优异荧光探针。在这项工作中，基于含有吗啉部分的磺酰基苯并恶二唑(SBD)荧光团，开发了一种用于区分Cys和Hcy/GSH的溶酶体靶向荧光探针LTCP。LTCP与Cys相遇会引发连续的芳香族取代重排反应，生成氨基SBD衍生产物，并产生明显的橙色响应荧光（λex/λem: 440/583nm），而与Hcy/GSH相遇时，通过一步芳香取代反应形成SBD衍生产物，并引发明显不同的绿色荧光(λex/λem: 400/520 nm)。在使用探针LTCP的共聚焦荧光成像的帮助下，在Rapa激活自噬后观察到溶酶体Cys水平增加，而在3-MA抑制细胞自噬后溶酶体Cys浓度下降。此外，LTCP还成功应用于对乙酰氨基酚（APAP）引起的肝损伤期间自噬过程Cys变化的高保真成像。该成果以“Lysosome-targeted fluorescence probe for discriminating cysteine from homocysteine/glutathione and assessing autophagy in drug-induced liver injury”为题于9月12日在线发表在Sensors and Actuators B: Chemical。南华大学基础医学院曾佳玉为本文第一作者。南华大学药学院何隆薇教授与附属南华医院程丹教授为本研究论文的共同通讯作者。南华大学药学院和附属南华医院为通讯单位。文章链接：https://10.1016/j.snb.2023.134616。
肝细胞癌（HCC）是一种与高死亡率和发病率相关的癌症。为了实现精确的HCC治疗诊断，开发优异的荧光探针非常重要。然而，现有的探头不够灵敏或特异，无法准确识别HCC的边缘和轮廓。为了诊断HCC并在手术期间识别肿瘤，迫切需要设计高灵敏度和选择性的荧光探针。肝脏肿瘤的进展与亮氨酸氨肽酶（LAP）过度表达密切相关，LAP也是肝癌的生物标志物。在此，我们合理设计了一种由LAP特异性激活的NIR荧光探针NLAP。该探针表现出LAP高灵敏度（检测限= 6.8 mU/L）和优异的亲和力（Km=2.98 μM)。通过NLAP，我们将过度表达LAP的癌细胞与正常细胞区分开来，并在术中应用它来指导肝脏肿瘤切除。此外，NLAP还通过“原位喷洒”成功检测原位肝肿瘤小鼠肠和脾转移瘤LAP，并表现出良好的性能。这一成果以“Engineering a near-infrared LAP fluorescent probe with high sensitivity and selectivity for surgical resection of liver cancer”为题于9月1日在线发表Journal of Materials Chemistry B上。南华大学药学院硕士研究生江仁峰和基础医学院博士研究生曾佳玉为本文的共同第一作者，南华大学药学院何隆薇教授、青年教师李宋娇与南华大学附属南华医院程丹教授为本研究论文的共同通讯作者。南华大学药学院和附属南华医院为通讯单位。文章链接：https://doi.org/10.1039/d3tb01627g。
以上研究得到了国家自然科学基金、湖南省自然科学基金、南华大学高层次人才启动基金、化学生物传感与计量学国家重点实验室（湖南大学）开放基金和中国博士后基金等项目经费的支持。