西工大新闻网2月7日电（翟容秀、方斌）近期，西北工业大学柔性电子研究院（柔性电子前沿科学中心）首席科学家黄维院士团队在国际高水平期刊Chemical Society Reviews（IF = 60.615）上发表题为"Small-molecule fluorogenic probes for mitochondrial nanoscale imaging"（有机小分子荧光探针用于线粒体纳米级成像研究）的重要综述论文。本论文（Chem. Soc. Rev., 2023, 52, 942-972）被选为当期外封面，这也是本团队近年来第四篇封面文章（Chem. Soc. Rev., 2022, 51, 71-127；2021, 50, 4872-4931；2020, 49, 7533-7567）。西北工业大学柔性电子研究院为该论文第一完成单位。论文第一作者为柔性电子研究院的二年级硕士生翟容秀和博士生方斌，论文共同通讯作者为黄维院士、李林教授和刘小网教授。

图1. 外封面

线粒体作为细胞的动力工厂，对细胞生命活动的正常运行起着决定性的作用，其动态变化可以直接反映细胞的健康状态。利用超分辨成像技术，可以在纳米尺度实现实时、动态、原位监测线粒体生命过程，揭示线粒体相关疾病的发病机制。选择合适的荧光探针是获得高质量超分辨率图像的关键。有机小分子荧光探针具有可控的功能化修饰特性，出色的亮度和光稳定性，良好的生物相容性和细胞渗透性，以及较低的背景信号等优秀的光物理学性质，是实现线粒体纳米级分辨成像最理性的材料之一。

图2. 线粒体成像技术发展进程

本论文系统介绍了用于线粒体超分辨成像的有机小分子荧光探针的研究进展，并对其设计原则、光物理学性质及其生物医学应用进行了全面的总结和讨论。本文重点关注并详细分析了常用于揭示线粒体精细结构的三种超分辨成像工具：受激发射损耗显微成像技术（STED）、结构光照明显微成像技术（SIM）和单分子定位显微成像技术（SMLM），讨论了线粒体小分子荧光探针在线粒体超精细结构可视化，线粒体特有生物标志物检测和线粒体与其他细胞器互作关系等的研究。最后，作者们对小分子荧光探针在超分辨成像领域所面临的的挑战和发展前景做了分析和展望。包括：1）通过功能化基团调控探针结构可改善其生物医学应用；2）长余辉SMFPs可有效降低成像过程中的背景干扰；3）借助深度学习方法可以进一步提高成像分辨率；4）同步辐射、X射线、多光子等成像技术融合超分辨成像可能是未来高分辨率成像技术发展的重要方向。

本论文工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金的支持、陕西省科学技术厅和西北工业大学联合研究基金、陕西省自然科学基金和西北工业大学博士论文创新基金的支持。文章链接：https://doi.org/10.1039/D2CS00562J.

（审核：王学文）