肝脏作为人体的重要代谢器官，急性和慢性肝脏疾病对于全球健康问题有重大影响。炎症是肝脏疾病进展的关键因素，活性氧（ROS）在此生物过程中起着至关重要的作用。次氯酸（HClO）作为一种炎症中上调的重要ROS而备受关注，其在生物体内主要由过氧化氢（H₂O₂）和氯离子（Cl^-）通过髓过氧化物酶（MPO）催化的反应产生。HClO具有极高的氧化性和亲核性，在肝脏中过度积累会诱导氧化应激，从而损伤正常组织。长期的肝脏炎症会促进包括肝纤维化、肝硬化、肝癌等一系列疾病的进展。鉴于其在疾病进展中的作用，开发无创成像技术来监测HClO具有重要意义。

常见的分子成像技术包括计算机断层扫描（CT），磁共振成像（MRI），正电子发射断层扫描（PET），单光子发射计算机断层扫描（SPECT）、超声成像（USI）、光声成像（PAI）和光学成像（OI）。每种成像模式都具有独特的优势，但在灵敏度、成本、穿透深度和空间或时间分辨率方面也有其固有的局限性。因此，没有一种成像方法可以全面满足所有临床诊断需求。为了克服单一成像模式的局限性，整合了不同成像技术的优势的双模态成像技术成为了目前成像领域研究的热点之一。尤其是高度优缺点互补的OI和MRI结合的OI/MRI双模态技术(MRI提供高分辨率解剖信息，OI可以实现高度灵敏的亚细胞水平检测), 被认为是一种极具潜力成像策略。目前，关于OI/MRI双模态的研究主要集中于短发光寿命的有机发光团的开发，并且同时调控光学与磁共振信号对于单一靶标分子的响应的研究报道还相对较少。同时光学信号与磁共振信号之间不同的响应机制对于双模态探针的设计提出了更高的要求。

图1 光学成像技术与磁共振成像技术的性质对比

大连理工大学化学学院宋波副教授课题组致力于生物系统的OI/MRI双模态成像技术的开发，以实现疾病相关标志物的早期检测和OI/MRI双通道检测验证以最大化降低假阳性信号的概率。（Chem. Eng. J. 2025,514,163263; Anal. Chem. 2025,10, 5753–5761 ）近日，宋波副教授在该领域又取得进展，通过β-二酮对HClO特异性响应，成功构建了一种用于HClO的比率型时间门控发光（RTGL）/磁共振（MR）成像的稀土配合物掺杂纳米探针（DNPs），该探针由β-二酮-Eu³⁺-DO3A-Gd³⁺配合物共价结合到包裹PTTA-Tb³⁺的SiO₂纳米粒子表面构成。与有机荧光探针相比，长寿命的镧系元素发光探针可以通过TGL模式有效地抑制生物样品自发荧光和散射光干扰，显著地增强信噪比。DNPs集成了RTGL和MR检测模式的优点，能够从亚细胞、组织到全身的宽分辨率范围内实现对HClO的多维度检测成像。

图2 DNPs对HClO的RTGL/MR双模态响应示意图

制备的DNPs对HClO显示出快速、灵敏和选择性的RTGL（I₅₃₉/I₆₀₇）响应，以及MR的“turn-off”型信号响应。通过活细胞和斑马鱼中HClO的RTGL成像以及小鼠急性肝脏炎症模型中HClO的双模式RTGL/MR成像证明了DNPs在实际生物样本中检测HClO的可行性。

图3 DNPs对细胞、斑马鱼及小鼠炎症模型中HClO的RTGL/MR双模态成像

通过合理的设计，开发了一种新型双模式 RTGL/MR 纳米探针DNPs，具有HClO可激活的 RTGL/MR 双检测信号。通过双模态HClO生物成像实验验证了DNPs在亚细胞和生物活体水平可视化炎症性疾病的潜力。该工作以“Lanthanide Complexes-Doped Silica Nanoparticles for Dual-Modal Ratiometric Time-Gated Luminescence/Magnetic Resonance Imaging of Inflammatory Diseases”为题发表在《Anal. Chem.》上。哈佛医学院研究员马骅博士和化学学院的博士研究生刘琪为本文共同第一作者，大连理工大学化学学院宋波副教授为通讯作者，大连理工大学为第一完成单位。

原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.5c00455