酶激活荧光探针结合超声成像，癌症检测精度大幅提升

酶激活荧光探针结合超声成像，癌症检测精度大幅提升

酶激活型荧光探针是近年来生物医学领域的一项重要创新，它结合了酶的特异性和荧光成像的高灵敏度，为疾病诊断提供了新的工具。通过检测特定酶的活性变化，这种探针能够帮助医生快速准确地诊断肝癌、甲状腺癌等多种疾病。近期研究表明，利用酶激活型荧光探针进行生物成像，不仅提高了诊断精度，还能为手术提供重要指导，为患者带来更好的治疗效果。这一创新技术正逐渐改变传统疾病诊断模式，成为现代医学不可或缺的一部分。

酶激活型荧光探针通常由两部分组成：酶可识别的底物部分和荧光团。在初始状态下，荧光团的荧光被淬灭，不发出荧光。当探针遇到特定的酶时，酶会切割底物部分，释放出荧光团，从而产生荧光信号。这种设计使得探针具有低背景信号和高特异性，能够精准检测特定酶的活性。

在肝癌诊断中，酶激活型荧光探针展现出了巨大的应用价值。与传统的“常亮”探针相比，酶激活型探针具有更低的背景信号，能够实现高对比度的癌症组织快速观测。已有研究开发出针对多种靶酶的可激活探针，用于术中精准识别癌症病灶。

此外，酶激活型荧光探针在甲状腺癌等其他疾病诊断中也展现出广阔的应用前景。虽然目前相关研究尚处于起步阶段，但已有的研究表明，这种探针能够有效识别甲状腺癌细胞，为疾病的早期诊断提供了新的可能。

近日，湖南大学宋国胜教授、张晓兵教授和谭蔚泓院士团队成功开发出一种创新的“超声发光分子成像”技术，利用超声波激发荧光分子在活体内产生光学信号，实现了高强度的光学信号输出的成像新方法，为生物医学成像技术的发展开辟了新的可能性。

研究团队开发了“超声发光分子成像”新技术，通过两步内部能量转换过程，实现了更强的在活体内的超声诱导发光成像。该工作同时开发了两种成像模式和装置来采集超声激发分子发光的信号：在超声激发停止后采集光子信号的延迟成像模式和在超声激发期间采集光子信号的实时成像模式。随后，研究团队展示了该技术对皮下和原位脑肿瘤、原位胰腺癌、腹膜转移肿瘤和淋巴结进行体内成像的可行性。

研究结果显示，超声诱导荧光的强度超过了声致发光，同时还展现出更好的信噪比、成像灵敏度和成像深度。相较于传统的水的声致发光信号，该工作开发的超声激发发光分子在发光强度上提高了2000余倍；与荧光成像相比，超声激发发光成像由于超声信号和光学信号发射之间不存在信号串扰，信噪比提高了10倍，同时具备1.46毫米的空间分辨率和高达2.2厘米的组织穿透深度。

研究团队还提出了一种酶活化的超声发光探针设计，通过不同酶可切割的肽序列作为连接剂，实现了对酶动态活动的成像。这种技术为定制各种酶响应型超声诱导发光探针提供了一个多功能平台，为生物医学研究和临床诊断带来了新的可能性。

酶激活型荧光探针技术的出现，为疾病的早期诊断和精准治疗带来了新的希望。随着技术的不断进步，我们有理由相信，这种创新的成像技术将在未来的医疗实践中发挥越来越重要的作用，为患者带来更好的治疗效果和生活质量。