
近日,山东师范大学唐波院士团队与美国科学院院士、美国艺术与科学院院士Christopher J. Chang、欧洲科学院院士Tony D. James共同在国际顶级期刊《Nature Reviews Chemistry》上发表了题为“Spatiotemporal analysis of reactive oxygen species using specific activity-based sensing fluorescent imaging probes”的论文,系统阐述了基于活性传感策略的荧光探针在活性氧(ROS)时空分析中的前沿进展。
该论文的发表,标志着唐波院士团队在活性氧荧光成像方向的系统性研究获得国际学术界高度认可,也意味着我国科研人员在ROS动态可视化分析领域实现了从跟跑、并跑到领跑的关键跨越,为全球氧化应激与ROS检测研究者提供了权威的理论指引与方法指南。
ROS是一把“双刃剑”。生理状态下,它们作为关键信号分子参与细胞增殖、免疫应答等正常生命活动;病理条件下,其过度累积则会引发蛋白质、脂质和核酸的氧化损伤,进而驱动心血管疾病、神经退行性疾病、癌症、糖尿病及炎症性疾病等多种重大疾病的发生与发展。然而,ROS半衰期极短、反应活性极高,且在细胞不同区域和不同时间点的浓度差异巨大。这种极强的时空异质性,使得传统生化检测方法难以实现ROS的实时、原位、动态、精准解析。

针对这一挑战,唐波院士团队深耕ROS荧光成像领域三十余年,原创性提出了“看得见、分得清、测得准”的系统性研究理念,即通过设计高选择性探针实现ROS的可视化(看得见),通过多通道分辨实现不同ROS组分的同时解析(分得清),通过动态可逆监测实现ROS的精准定量(测得准)。基于这一理念,文章围绕荧光探针设计,阐述了荧光调控与ROS响应的基本原理,并从靶向定位、动态监测、多分子互作分析三个层面,系统阐释了探针在时空分辨与功能整合上的前沿进展。
文章最后指出,未来研究需向高灵敏高通量、多靶向、近红外二区/多光子成像、动态可逆监测及多组分同时检测等方向持续突破,为理解氧化应激在健康和疾病中的双重作用提供更加精准的工具,并推动基础研究向临床应用的转化。
山东师范大学王昕副教授,普林斯顿大学Alexander K. Hurben博士和山东师范大学博士研究生毛元涛为论文共同第一作者;山东师范大学李平教授,欧洲科学院院士Tony D. James教授,美国科学院院士、美国艺术与科学院院士Christopher J. Chang教授及唐波院士为共同通讯作者。
该成果的取得,是山东师范大学化学学科“院士领航、青年托举”人才生态的生动注脚,由顶尖科学家把握学术方向,青年人才承担攻关重任,持续在学科前沿贡献“山师力量”。
《Nature Reviews Chemistry》作为Nature Reviews系列化学方面权威综述,依托严苛的同行评审体系,聚焦化学全领域及交叉学科,刊发高影响力综述与前瞻评述。
全文链接:https://doi.org/10.1038/s41570-026-00836-5
供稿审核人:赵曰峰、赵巍
编辑:赵丽娟
终审:巩 固
