肿瘤的酸性微环境是癌症的一个重要特征，它在细胞代谢、增殖、凋亡以及药物耐受性等方面发挥着关键作用。实时、精准地监测活体肿瘤内部的pH动态变化对于理解抗癌机制和开发靶向疗法至关重要。然而，传统的检测方法如磁共振成像等存在时空分辨率不足、缺乏特异性等问题。华东师范大学张三军教授团队开发了一种兼具肿瘤靶向功能与pH灵敏响应特性的新型比率型荧光金纳米团簇生物传感器，华东师范大学叶海峰教授团队提供了动物实验支持，该研究实现了在活细胞及活体水平对肿瘤pH变化的动态监测。

    研究团队合成了由谷胱甘肽（GSH）保护的金纳米簇（AuNCs）为载体、修饰pH敏感的荧光素异硫氰酸酯（FITC）的比率型荧光传感器，并通过引入c (RGDyC)肽实现其对过表达αvβ3整合素肿瘤细胞的精准靶向。在488 nm激发下，该新型纳米团簇生物传感器的荧光比率（F515/F710）在生理pH 5.5–8.0范围内呈现17倍的动态变化，同时兼具优异的抗干扰性、光稳定性和生物相容性。在活细胞层面，该传感器成功量化了阿霉素（DOX）诱导肿瘤凋亡过程中细胞内的酸化过程。在荷瘤小鼠模型中，通过尾静脉注射的传感器成功实现了对肿瘤部位的原位靶向富集与pH动态成像，并直观记录了瘤内注射碳酸氢钠或柠檬酸缓冲液引起的pH瞬态变化与稳态恢复过程。

   该研究开发的肿瘤靶向比率型荧光纳米团簇传感器，突破了传统方法在活体pH定量检测中的局限，为肿瘤诊断、微环境研究及治疗评估提供了强有力的工具，有望用于早期癌症诊断。

   该研究成果以华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室为第一单位发表于Sensors and Actuators: B. Chemical, 2025, 444: 138357。该工作的共同第一作者为华东师范大学已毕业博士研究生赵宇和周黄梅，华东师范大学张三军教授和邓伦华副研究员为共同通讯作者。该工作得到国家自然科学基金、上海市科技创新行动计划、中央高校基本科研业务费等项目的大力支持。

c(RGDyC)-FITC@AuNCs的合成及其监测细胞及活体内pH的示意图

论文原文链接：https://doi.org/10.1016/j.snb.2025.138357