近日，华东理工大学化学与分子工程学院朱为宏院士、郭志前教授团队原创性提出"位点有序工程"（Site-Ordered Engineering）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（Amyloid-β, Aβ）单体的高选择性识别，完成从"识别晚期纤维"到"捕捉早期单体"的传感模式转变，为 AD 早期诊断开辟了全新的研究策略，相关成果以"Discriminating Monomers and Fibrils of Amyloid-β1-42 with Site-Ordered Peptide-QMFluors"为题发表于《德国应用化学》。

  阿尔茨海默病的核心病理特征之一是脑内 Aβ 的异常聚集，这一过程经历从游离单体、寡聚体到成熟纤维的渐进演变。其中，具有神经毒性的可溶性 Aβ 单体与寡聚体正是早期病变的关键物种：单体阶段其 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依赖插入 β-片层疏水空腔发光，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"，严重制约了 AD 早期病理机制研究和临床诊断的发展。从分子作用的视角深入剖析， Aβ 单体与纤维的关键差异，正在于 KLVFF 序列氢键位点的"可及性"——这也是本工作设计探针的重要依据。

  基于团队长期深耕的喹啉腈QMFluor 染料平台，建立"位点有序工程"设计策略：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，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；反之，未优化的连接位点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。这一"位点决定功能"的精准调控，是实现早期 Aβ 物种识别的核心设计策略。

  得益于这一设计，N-QM-KLVFF 展现出与传统 Aβ 探针截然不同的"反向选择性"：对 Aβ1-42 单体的荧光增强倍数约达 20 倍；而随着蛋白聚集形成 β-片层纤维、氢键位点被包裹，其荧光响应显著减弱。结合超分辨结构光照明显微镜（SIM），研究团队追踪了 Aβ 在 72 小时内的聚集全过程，成功捕捉到传统探针无法观测的早期聚集信号。进一步，荧光寿命成像（FLIM）则揭示了淀粉样斑块内部的"核-壳"结构—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（pg/mL，脑脊液浓度）水平，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。

  该研究不仅为AD早期筛查、疾病分期和疗效监测提供分子工具，更建立“聚集调控氢键可及性”探针设计策略。通过理性调控识别单元与染料之间的连接位点，有效破解动态生物大分子识别难题，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。

  该工作主要由化学与分子工程学院博士生戴瑞龙完成，郭志前教授和燕宸旭教授为通讯作者，并得到了朱为宏院士悉心指导。该研究工作受到国家重点研发计划、国家自然科学基金、上海市科技创新行动计划等项目资助。

  论文链接：https://doi.org/10.1002/anie.3711838