氨肽酶N ( APN )是一种跨膜胞外酶，在细胞存活和迁移、血管生成、血压调节和病毒摄取等方面发挥多功能作用。在一些肿瘤和损伤的肝脏和肾脏中可以发现该酶的异常高表达。因此，APN的无创性检测方法在相关疾病的诊断和研究中备受关注，迄今为止已报道了二十多种可激活的小分子探针。然而，所有已知的探针都是通过监测细胞内的荧光分子来分析酶的活性，尽管酶促反应发生在细胞膜的外层。在这种情况下，不同的细胞通透性和酶动力学会导致错误的信号数据。为了解决这一关键问题，本文开发了两种细胞膜定位的APN探针，其酶解产物也定位在细胞外膜。

为了开发能够定位细胞膜外层的APN探针，以及比率和双光子成像能力，本文选择了具有长烷基链和两性离子部分( mNVPy )的萘乙烯基吡啶染料( NVPy )体系。NVPy染料体系具有较高的光稳定性和化学稳定性，以及良好的双光子成像能力。对于一个NVPy染料，引入了已知的活性部分丙氨酸，直接或通过无痕连接得到两个探针mAPN1和mAPN2。预期新的探针和酶解产物会出现在细胞外膜上，这是由于长的烷基链可以锚定在脂质膜上，而两性离子部分可以与膜磷脂阴离子既有吸引又有排斥的电子相互作用。探针的丙氨酸部分会被酶水解，产生相应的NVPy荧光团。探针及其酶解产物在激发态下有望发生不同程度的分子内电荷转移( ICT )，从而提供比率型发射信号。

结果显示探针可选择性地响应APN，并伴随比率荧光信号的变化。本文首次测定了各种器官组织中APN的相对水平：4.3 (肠)，2.1 (肾)，2.7 (肝)，3.2 (肺)和1.0 (胃)。此外，与正常组织相比，在HepG2 -异种移植小鼠组织中观察到更高的APN水平。此外，本文在药物(对乙酰氨基酚)诱导的肝损伤模型中观察到小鼠肝脏中APN水平显著升高。因此，该探针为简单地通过比率成像研究包括药物诱导的肝毒性在内的APN相关生物学提供了可靠的手段。

图1