中国科学院院士、华东理工大学教授朱为宏与该校教授郭志前团队，提出“位点有序工程”染料化学工程策略，创制近红外荧光探针N-QM-KLVFF，实现对阿尔茨海默病（AD）关键早期致病物种淀粉样蛋白β（Aβ）单体的高选择性识别，为AD早期筛查、疾病分期和疗效监测提供分子工具，并为其他与蛋白质错误折叠相关疾病的探针开发提供新思路。近日，相关研究成果发表于《德国应用化学》。

具有神经毒性的可溶性Aβ单体与寡聚体是AD早期病变的关键物种。单体阶段，Aβ的KLVFF 序列富含暴露的氢键位点，随聚集推进位点被逐步包裹于β-片层内部。然而，以硫黄素T 为代表的传统荧光探针只能识别高度有序的成熟纤维，对早期Aβ物种几乎“视而不见”。

研究团队基于长期深耕的喹啉腈QMFluor 染料平台，结合KLVFF 序列氢键位点的“可及性”，建立“位点有序工程”设计策略。具体而言，研究团队通过理性调控KLVFF 识别肽与QMFluor荧光团之间的连接位点，实现对探针空间构象与自组装行为的精准操控。反应过程中，连接于最优位点的N-QM-KLVFF 形成松散无定形聚集体，KLVFF识别域充分暴露于溶剂界面，可与Aβ 单体经氢键结合并通过组装点亮荧光。未优化的连接位点则会导致分子探针自身紧密堆积、掩蔽识别域，丧失对Aβ单体识别能力。

N-QM-KLVFF对Aβ_1-42单体的荧光增强倍数约达20倍，随着蛋白聚集形成β-片层纤维、氢键位点被包裹，其荧光响应显著减弱。研究团队进一步追踪了Aβ在72 小时内的聚集全过程，捕捉到传统探针无法观测的早期聚集信号，并发现淀粉样斑块内部的“核-壳”结构，即致密的纤维核心被单体/寡聚体晕所包裹，为解析斑块生长机制提供了纳米尺度的直接可视化证据。

在临床应用潜力方面，N-QM-KLVFF 对Aβ单体的检测限达到皮克/毫升，且在生理相关浓度范围内保持良好的线性响应，可满足痕量脑脊液生物标志物分析的需求。

基于位点有序QMFluor区分Aβ _1-42的单体与纤维。研究团队供图

相关论文信息：https://doi.org/10.1002/anie.3711838