内源性生物标志物浓度的动态变化和异常分布与多种生理和病理状态密切相关, 用于病变可视化和病理因素检测的探针已被广泛应用于复杂生物系统中生物分子的灵敏和特异性检测。可激活的比率探针因其具有规避传统探针相关信号强度读出方法固有的局限，同时还提供内置的信号自校准等诸多优点，并在内源性生物标志物（如pH、活性氧（ROS）、活性氮（RNS）、谷胱甘肽（GSH）、气体分子、酶、金属离子和乏氧因子）刺激下发生响应，因此能够实时检测体内生物标志物动态变化，对疾病的准确诊断和有效治疗至关重要。与传统探针相比，比率探针具有内置的自校准信号强度校正，对内源性生物标志物的检测具有更高的可靠性和敏感性。近年来，比率探针的设计取得了显著的进步，并在疾病的诊断和治疗方面取得了重大进展。

图1可激活比率探针及其响应因子的示意图。

基于此，北京化工大学宋继彬教授和青岛大学付钦瑞教授根据团队近年来在比率探针设计中的心得在ACS Nano（中科院一区，IF=16）中系统阐述了比率探针的设计理念、工作原理及在生物标志物检测中的应用。这些探针包括比例光学探针（近红外比例荧光探针、余辉发光探针、生物发光探针、化学发光探针、表面增强拉曼散射成像探针、光声探针、磁共振探针及多模态探针。作者希望这篇文章能为比率探针的设计和发展提供思路，以加速其在癌症诊断和治疗中的应用。

参考文献：

Qinrui Fu. et al. Activatable Probes for Ratiometric Imaging of Endogenous Biomarkers In Vivo. ACS Nano. 2024

DOI: 10.1021/acsnano.3c10659

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c10659