生物标志物与生物正交双锁定化学发光探针实现癌症尿液高灵敏度检测

无铜点击化学让在活体中快速、低毒地标记糖类等生物分子成为可能^[3]，四嗪与降冰片烯之间更快的反应又带来了turn-on型荧光探针^[2]，这类生物正交反应已被用于体内酶活性成像^[4]。但生物正交把手“始终处于反应态”，容易在非预期位点激活信号而损害特异性^[6]，因此出现了用酶可切基团笼蔽四嗪活性、实现双重锁定的设计^[6,8]。在检测端，尿液因富集肿瘤来源分子而被视为有前景的液体活检来源^[1]，可口服的HATS探针可被肿瘤生物分子触发，释放经肾脏清除的四嗪片段，再借助反式环辛烯笼蔽的试卤灵以荧光读出^[7]。另一边，化学发光无需外部激发、背景低，近红外化学发光探针已可用于活体生物分子成像^[5]，却很少被用于生物正交激活成像，这正是本文的切入点。

作者将四嗪受体通过π共轭的乙烯基连接臂与酚氧-1,2-二氧杂环丁烷供体偶联，合成了化学发光四嗪探针（CLTZ）。与常规化学发光体不同，四嗪通过内转换至暗态的机制猝灭发光，即使酚盐已经生成仍保持沉默；只有当酚盐形式与双环壬炔（BCN）发生生物正交反应、四嗪转化为哒嗪并形成给体-π-受体结构的化学发光体时，强发光才得以恢复。基于这一暗态，作者构建了H2O2与生物正交双重锁定的探针HBCP，只有两种条件同时满足才发光；再把BCN工程化为肿瘤激活、释放可肾清除BCN的尿液报告器CBUR，组成化学发光生物正交对。该组合在活体肿瘤成像中获得438的信号背景比，并在早期尿液检测中检出肺转移，信号较健康小鼠最高增强23.9倍。

相对于此前以荧光读出为主的生物正交激活成像^[2,6,7]，这项工作把化学发光的低背景优势引入该领域^[5]；暗态猝灭机制本身构成一个天然的“与门”开关，从分子设计层面缓解了“始终反应”带来的非特异激活问题^[6]。与依赖荧光增强的尿液四嗪检测^[7]相比，这一化学发光读出路径在不依赖激发光的条件下实现了更高的信号背景比，尽管两者的报告分子与作用机制并不相同。

当然，论文的验证目前限于小鼠肿瘤模型，摘要中未见临床样本或人体数据；探针在复杂生理环境中的长期稳定性、药代动力学与安全性，以及方案能否推广到更多癌种，仍是有待回答的问题。