张晓婷，戴志飞，岳秀丽

    荧光分子成像具有灵敏度高、成像时间短、无放射性损伤、价格较低等优势，广泛应用于药物的开发递送和疾病的临床检测。荧光分子成像需要用到荧光探针，包括内源性荧光基团(例如色氨酸、血红蛋白)、基因表达的荧光蛋白(例如绿色荧光蛋白)、外源性小分子荧光基团和荧光纳米颗粒(例如吲哚菁绿、量子点)等。其中外源性荧光探针是目前研究的热点，它们可以与生物大分子或药物结合，对其生物学行为进行成像监测；还可以通过化学修饰的方法连接靶向配体，实现对目标组织的靶向荧光成像，提高对肿瘤的诊断能力。

    目前临床上使用的荧光探针，在被激发后会不断发出荧光信号，始终处于“开启”状态。常开型荧光探针依靠在目标组织的选择性定位以及从血液和非目标组织的快速清除，实现对目标组织的高信噪比成像。从药物递送的角度来看，这种药代动力学的要求与延长血液循环时间以增强目标组织中药物积累的治疗需求是冲突的。为了满足成像的要求，研究人员开发了各种靶向荧光探针，以实现对目标组织的特异性富集，提高成像信噪比。然而，不论与目标组织或目标细胞是否邻近、是否产生相互作用，常开型的靶向荧光探针都会发出荧光信号，因此存在背景信号的干扰，不能提供足够高的信噪比(signal-to-background ratios，SBRs)。

    荧光探针的特性之一是它们对环境具有响应性，可以将其设计成未结合时不发光，而与特定的靶标分子发生相互作用后才会发出荧光，这种仅在目标部位“开启”的探针被称为可激活型探针或智能探针[1-2]。不同于常开型荧光探针，可激活型荧光探针一般呈荧光猝灭状态，具有很低的背景信号或无背景信号，只在目标组织中产生强烈的荧光信号，因此具有比常开型荧光探针更高的信噪比，提高了对肿瘤靶向成像的特异性和灵敏度。

    本文概述了可激活型靶向荧光探针的光物理机制和设计策略，并对正在进行临床研究及具有临床转化价值的可激活型靶向荧光探针进行了介绍。

    1 荧光信号猝灭和激活的光物理机制

    理想的可激活型荧光探针要求具有很高的激活比率(激活后信号/激活前信号)，即在未激活时呈荧光猝灭状态，而在被激活后能发出强烈的荧光。如图1，荧光探针与其他光学活性物质之间发生相互作用，导致荧光强度或者光谱发生光物理变化，利用这些光物理机制，可以实现荧光信号的猝灭和激活[3-4]。 ......