氧成

硝基还原酶敏感的荧光共价有机框架用于细胞肿瘤缺氧成像

由于其高灵敏度、低毒性、良好的空间和时间分辨率、发射可调、操作简单和非侵入性，它被广泛用于成像。6 用于缺氧成像的荧光探针通常以癌症标志物为目标，特别是与缺氧相关的还原酶。在缺氧肿瘤微环境中，还原酶（如偶氮还原酶和硝基还原酶）过度表达。偶氮基团是对偶氮还原酶敏感的部分，而硝基咪唑是对硝基还原酶敏感的部分。已经开发出各种小分子荧光团用于缺氧条件成像 7 然而，纳米材料由于增强的渗透性和保留 (EPR) 效应而能够实现被动肿瘤积聚和保留。8 这促使人们研究各种用于缺氧成像的纳米材料，9 但非常适合的共价有机框架 (COF) 却被忽视了。由于其纯有机性质、结构和功能可调性、以及可用于药物输送的多孔性，COF 是细胞状况成像的有力候选者。目前仅对少数 COF 进行了生物成像研究，其中细胞成像主要利用材料固有的荧光 10,11 或依靠共轭部分的荧光实现，例如染料标记的核酸 12,13 和荧光探针。14 关于使用 COF 对任何特定细胞状况进行成像的报道更是凤毛麟角。15 在此，我们设计并表征了一种具有硝基还原酶敏感部分的 COF，用于缺氧荧光成像。我们在 b -酮烯胺化学的帮助下合成了一种荧光 COF，16 并在合成后对其进行修饰，以结合硝基咪唑，用于靶向肿瘤缺氧条件下的硝基还原酶。 2-硝基咪唑衍生物是电子缺乏的化合物，已知可作为外源性缺氧标记物，经过生物还原活化后选择性地被缺氧细胞捕获（图 S1，ESI†）。17 由此获得的硝基咪唑 COF（NI-COF）在生理条件下稳定，在中性 pH 和肿瘤组织特有的酸性 pH 水平下均表现出有用的荧光特性，发射峰位于 480 nm（l ex = 420 nm）。利用其低细胞毒性，我们将 NI-COF 用作荧光成像