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李剑教授、李晓康教授联合海南大学石东磊副研究员在ACS Sensors发表题为“Development of an Acetaldehyde-Specific Fluorescent Probe: Strategy and Applications”的研究论文。该工作报道了一种基于生物催化喹啉环化策略的乙醛特异性近红外荧光探针TZ11008，成功在活细胞、线虫及斑马鱼模型中实现了乙醛的实时可视化监测，为酒精性疾病的机制研究和药物评价提供了新型分子工具。
乙醛是乙醇在体内的主要代谢产物，可与DNA、蛋白质及脂质形成共价加合物，参与酒精性肝病、肿瘤及神经退行性疾病的发生与进展。目前乙醛检测主要依赖气相色谱，但该方法需要破坏性取样，难以满足活体实时成像的需求。荧光探针具有高灵敏、非侵入等优势，近年已有乙醛探针用于细胞成像的报道（J. Am. Chem. Soc, 2025, 147, 37912–37918.），但探索新型识别策略、开发兼具高选择性与更优成像性能的乙醛探针，仍是该领域值得持续关注的重要方向。
针对上述挑战，研究团队基于乙醛独特的分子结构特征，创新性地提出以2-氨基苯甲醛为“捕获”单元的识别策略，通过Friedländer-type喹啉环化反应实现对乙醛的高选择性响应。研究发现，TZ11008识别乙醛的反应需要在活性生物基质催化下才能发生，包括活细胞内，或活性细胞裂解液、组织裂解液存在条件下。值得注意的是，小鼠肝组织裂解液可高效催化该环化反应，而脾、肺裂解液几乎无活性，表明该探针天然适配于肝脏这一乙醛核心代谢器官。该探针依托光诱导电子转移（PET）调控机制实现“关-开”型荧光信号输出，发射峰位于645 nm近红外区，检测限为75.8 μM。选择性实验证实，即便在高浓度甲醛、丙醛及其他活性羰基物种共存下，TZ11008仍能特异识别乙醛，抗干扰能力优异。
在应用层面，研究团队将TZ11008应用于多层次活体成像：在HepG2细胞中实现了外源性与内源性乙醛的实时监测，亚细胞共定位显示探针主要富集于线粒体，与乙醛脱氢酶（ALDH2）的线粒体定位高度一致；建立“乙醇-药物干预”评价模型，验证了ALDH2激动剂与抑制剂对乙醛水平的调控效果；在秀丽隐杆线虫与斑马鱼模型中，探针清晰呈现了乙醇浓度依赖性的乙醛荧光增强，系统验证了其从细胞到脊椎动物的广谱适用性。该探针有潜力被进一步开发为乙醛相关疾病机制研究与药物评估的通用型成像工具。
华东理工大学博士研究生汪希诚、硕士研究生游浩澜为本文共同第一作者，李剑教授、李晓康教授及海南大学石东磊副研究员为本文共同通讯作者。该研究获得了国家重点研发计划、国家自然科学基金与上海市细胞代谢光遗传学技术前沿科学研究基地的资助。
原文链接：//pubs.acs.org/doi/10.1021/acssensors.6c02031
