作为人体主要的药物代谢与解毒器官，肝脏极易受损且功能严重衰竭。因此，实现肝脏损伤的原位诊断与实时监测具有重大意义，但由于缺乏微创性可靠的体内可视化检测方案，相关技术仍存在局限。本研究首次报道了一种聚集诱导发光（AIE）探针——DPXBI，该探针可在近红外二波段（NIR-II）发出荧光，用于早期诊断肝损伤。DPXBI具有分子内强旋转特性、优异的水溶性和稳定的化学稳定性，通过NIR-II荧光强度变化可快速响应并实现高选择性检测。其显著的黏度响应特性使其能精准监测药物性肝损伤（DILI）和肝缺血再灌注损伤（HIRI），且成像背景对比度优异。采用本研究提出的策略，在小鼠模型中，DPXBI检测肝损伤的时间可比常规临床检测提前数小时。更值得一提的是，当使用保肝药物缓解药物性肝损伤（DILI）时，该技术还能实时追踪肝脏在体内的修复进程。这些突破性成果充分证明，DPXBI作为研究黏度相关病理生理机制的探针，展现出显著的应用潜力。

图1.肝损伤分子机制与成像示意图。(A)DPXBI分子结构及其对粘度变化的响应机制示意图。(B)DPXBI在药物蓄积性肝损伤过程中用于监测粘度变化的示意图。(C)肝缺血再灌注损伤病灶的体内可视化示意图

由西西智研制作

图2.光物理性质及对粘度的响应。(A)DPXBI（10μM）在DMSO和甲苯体系中不同甲苯含量（fT）下的荧光光谱。(B)DPXBI相对发射强度与甲苯比例的关系图。I0和I分别表示DPXBI（10 μM）在DMSO和DMSO/甲苯混合物中911 nm处的荧光强度。(C)DPXBI（10μM）在含99%水的DMSO/水混合物中的粒径分布。(D)溶解于甘油和水中的DPXBI的归一化吸收光谱。(E)DPXBI（10μM）在乙醇和甘油体系中不同粘度比例下的荧光光谱。(F)I911 nm对数与η对数之间的线性关系。(G)DPXBI双键（蓝色标记）和二苯胺基团周围可旋转二面角的多视角图像。(H)基于B3LYP/6-311G(d)能级的DPXBI基态电荷密度。DPXBI (I)在不同极性溶剂中的荧光响应，(J)在添加多种干扰物的PBS溶液中，以及(K)在含20%、50%和80%甘油的不同pH PBS溶液中的荧光响应。

图3.建立DILI模型小鼠及活体成像技术。(A)对照组与不同剂量对乙酰氨基酚（APAP）组血清丙氨酸氨基转移酶（ALT，黑色）和天冬氨酸氨基转移酶（AST，红色）的生化分析。(B)对照组（腹腔注射含1% DMSO的PBS溶液）与模型组（腹腔注射含1% DMSO的PBS溶液，剂量为600 mg/kg APAP）肝脏代表性照片。(C)静脉注射DPXBI后30分钟小鼠主要器官的近红外II荧光成像图示。(D)静脉注射DPXBI后15分钟的近红外II荧光成像图示。(E)DILI模型小鼠肝脏H&E染色结果。比例尺= 100 μm。图像通过近红外II成像技术获取，使用1000 nm低通滤光片，曝光时间80毫秒。

图4.DILI小鼠的DPXBI成像。(A)阿片类药物诱导损伤的体内近红外II荧光代表性图像：小鼠经DPXBI（10 mg/ kg）处理后麻醉，获取不同时间点的连续图像。黄色虚线标示肝脏位置，红色虚线标示肠道位置。(B)静脉注射DPXBI后DILI小鼠肝脏在不同时间点的相应荧光强度。(C)静脉注射DPXBI4小时后小鼠粪便的明场与暗场图像（激发波长808 nm）。(D)手术处理后肠道暴露的小鼠图像，采用1000 nm低通滤光片和80 ms曝光时间进行近红外II成像

图5.HIRI小鼠的实时近红外二极管（NIR-II）荧光成像分析。(A)HIRI模型中不同时间点的典型NIR-II荧光图像：(i)对照组，（ii）缺血15小时+再灌注30小时组，（iii）缺血30小时+再灌注30小时组，（iv）缺血30小时+再灌注+3天组。高荧光强度的损伤肝脏组织用红色圆圈标出。(B)静脉注射DPXBI后HIRI小鼠肝脏在不同时间点的对应荧光强度。(C)静脉注射DPXBI后HIRI肝脏的离体NIR-II荧光成像。(D)HIRI损伤部位与其他区域的对应荧光强度。所有图像均在808 nm激发波长和1000 nm滤光片条件下采集，采用1000 nm低通滤光片配合80毫秒曝光时间进行NIR-II成像。

本文成功设计并制备了一种新型NIR-II发光型AIE探针——黏度传感器（简称“黏度探针”）。得益于其分子内可旋转结构、优异的水溶性和稳定的化学性质，该探针能以超高选择性和灵敏度检测黏度变化。更重要的是，通过NIR-II荧光成像技术实时监测肝脏黏度，该探针可精准区分不同程度的药物性肝损伤，有效评估肝缺血再灌注损伤，甚至能精确定位肝脏损伤的细微部位。此外，该技术在活体小鼠模型中对肝保护药物的评估也取得了显著成果。本研究的突破性发现将推动临床试验中肝损伤诊断技术的前沿发展，为黏度相关疾病的诊疗开辟全新前景。

本文内容来自期刊Biomaterials 300 (2023) 122190，以Viscosity-responsive NIR-II fluorescent probe with aggregation-induced emission features for early diagnosis of liver injury为题的文章。原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2023.122190

成都西西智研文化传媒有限公司是一个实力雄厚的科研可视化公司，深耕科研可视化领域多年，绘图作品在Nature, Science, Cell, JACS, Angew, EES等不同领域的顶级刊物发表。凭借专业实力已为超2000家国内外科研课题组提供服务，累计完成10000余幅高质量科研图片设计，以精湛的专业能力收获95%的客户推荐率。截至目前，经我们设计的作品已有30+次登上Nature系列期刊封面。尤为值得一提的是，我们的科研可视化服务项目连续入选2022、2023年度"中国科学十大进展"，并获得央视新闻CCTV-13专题报道，以硬核实力助力科研成果绽放光彩。

西西智研作品已见刊于多个顶级期刊，其中Nature正刊及其子刊系列作品见刊数量在国内科研可视化公司中名列前茅

科研绘图行业领军品牌，专注科研成果可视化领域10+年，国内领先的科学可视化整体解决方案提供商

随着视频期刊的发展壮大，越来越多的科研人员注意到了动画的巨大表现优势，CNS、NASA等也都选择将自己的重要成果用视频动画的方式传播出去，在项目申请、成果答辩、同行交流等诸多场景展示领域十分重要！目前为止，西西智研已为央视、国家自然基金委、诸多高校及企业、设计制作几十部科研动画，为其科研成果锦上添花。

有科研绘图需要，可扫上方二维码联系我们

论文插图封面设计，科学动画，作图排版与图文美化，医学插画，摘要图

西西智研，让科研绘图更专业、更简单