癌症的早期诊断在临床肿瘤学中至关重要，但目前的生物医学成像技术难以实现早期诊断。γ - 谷氨酰转肽酶（GGT）作为一种重要的癌症相关酶，在维持氧化还原代谢的细胞稳态中起着至关重要的作用。它在各种癌细胞的细胞膜上高度表达，促进肿瘤进展、侵袭和耐药性。因此，准确检测 GGT 可以大大提高肿瘤诊断的有效性。目前临床检测GGT的方法存在局限性，而一些基于活性的荧光探针虽被开发，但实际临床应用仍受低信号背景比（SBR）的阻碍。
为提高成像质量，将荧光染料的激发波长红移至近红外二区（NIR - II）以及开发具有聚集诱导发射（AIE）的发光材料是有效的策略。然而，NIR - II激发的荧光探针在实际应用中不一定能增强SBR，且在实现AIE策略的同时还需要为探针创造理想的暗态以达到开启过程，这在实际应用中面临挑战。因此，开发一种能有效检测GGT且性能优异的荧光探针具有重要的研究意义和应用价值。
在本文中，该研究团队开发了一种名为 OTBP-G 的可激活 GGT 的聚合探针，用于在 1040 nm激发下在各种生物环境中进行双光子荧光成像。通过合理调节亲水性和供体-受体强度，实现了扭曲的分子内电荷转移和系统间交叉过程之间的协同效应，确保了OTBP-G 在激活前处于理想的暗态。酶促反应后，亲代荧光色素在 670 nm波长处显示出明亮的聚集诱导发射峰。这种荧光色素向探针的转化能够引发高达1000倍的荧光开关比，实现 SBR > 900 的体外 GGT 检测。OTBP-G 在体内 1 分钟内就会被激活，在小鼠耳部血管中的 SBR > 400。利用局部喷洒 OTBP-G，可进一步实现乳腺癌肺转移的早期检测，其效果优于临床标准的苏木精和伊红染色。这项研究预示着OTBP-G在癌症早期诊断和肿瘤相关生理研究领域的巨大潜力。此外，研究还强调了亲水性和供体-受体强度在最大限度提高 TICT 探针的开/关比率方面的关键作用，并展示了 OTBP 作为基于活性的传感多功能平台的潜力。