甲基乙二醛（MGO）是一种具有较高反应活性的a-二羰基化合物。研究表明，MGO在癌症、糖尿病及其并发症和神经退行性疾病等多种人类疾病的形成和发展中发挥着重要作用。其中，糖尿病肾病因其较高的发病率和致死率而备受关注（图1）。然而，该疾病的临床筛查该方法因易受个体差异的影响而难以实现精确检测，同时，研究发现糖尿病肾病患者体内MGO水平显著升高。因此，亟需建立适用于生物体系中MGO含量精确测定的分析方法，以实现对该疾病的科学诊断与有效评估。近年来，基于时间分辨荧光探针的生物成像技术发展迅速，为MGO检测方法的创新奠定了坚实基础。此外，相较于荧光强度，荧光寿命不易受到探针局部浓度、激发光强度波动以及光漂白等因素的影响，能够更为准确地反映目标待测物的真实含量。因此，开发一种可同时适用于时间分辨荧光强度与荧光寿命双模式检测的镧系金属配合物荧光探针，有望实现复杂生物样本中MGO的精准定量分析，具有重要的研究意义与应用前景。
图1 甲基乙二醛与糖尿病肾病的形成
化学学院宋波副教授课题组致力于开发镧系金属配合物多功能荧光分子探针，以实现复杂生物样本中生理活性组分的高灵敏定量检测与无背景成像分析（Anal. Chem. 2024, 96, 18246-18253；Small 2025, 21, 2407631）。近日，大连理工大学化学学院宋波教授和大连民族大学袁景利教授合作,在该领域又一次取得突破性进展。通过合成适当的有机配位体，成功构建了一种能够检测MGO的新型铕(Ⅲ)配合物双模式探针。该探针具有良好的水溶性以及较宽的pH适用范围,能够在时间分辨荧光强度与荧光寿命两个模式下实现对MGO的特异性识别。
图2 双模式探针DAPTTA-Eu3+与MGO的反应原理
该探针展现出较低的细胞毒性以及良好的生物相容性，成功应用于细胞中MGO的时间分辨荧光成像测定。进一步研究表明，该探针可实现糖尿病肾病模型小鼠肾脏组织中MGO含量波动的精准可视化，为相关疾病的临床筛查提供了有价值的工具。
图3 探针的双模式响应性能以及生物成像应用
该探针成功应用于MGO的时间分辨荧光强度-荧光寿命双模式检测，并通过肾脏中MGO表达水平的差异，实现了糖尿病肾病与急性肾损伤的有效区分。该工作以“Screening of Methylglyoxal Fluctuations in the Kidneys of Diabetic Nephropathy Mice Using a Europium(Ⅲ) Complex-Based Dual-Mode Luminescence Probe”为题发表在《Anal. Chem.》上。本文的第一作者为化学学院的博士研究生孔德澍，大连理工大学宋波副教授与大连民族大学袁景利教授为共同通讯作者，大连理工大学为第一完成单位。
原文链接：https://doi.org/10.1021/acs.analchem.4c06973
