近日，厦门大学柔性电子（未来技术）研究院首席科学家黄维院士、李林教授团队与西北工业大学刘小网教授合作在线粒体超分辨小分子荧光探针领域以“Small-molecule fluorogenic probes for mitochondrial nanoscale imaging”为题，在国际高水平期刊Chem. Soc. Rev.上发表重要综述文章（Chem. Soc. Rev., 2023, 52, 942-972），并被选为当期外封面。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）。该文章系统总结了线粒体超分辨光学小分子荧光探针构效关系与设计原理，线粒体纳米级分辨光学成像方法及生物学应用，可为该领域的科研人员提供有价值的参考。

线粒体为细胞的生命活动提供所必须的能量，其动态变化直接反映细胞的健康状态。利用超分辨光学成像研究线粒体的精细结构及动态变化过程有利于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。因此，SMFPs是实现线粒体纳米级分辨成像最理性的材料之一。

图1. 外封面

本综述系统总结了线粒体小分子荧光探针的研究进展及其生物医学应用，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），讨论了理性构建线粒体小分子荧光探针的设计原则及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。并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。

图2. 线粒体成像技术发展进程

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。文章链接：https://doi.org/10.1039/D2CS00562J。