细胞作为生物体的基本结构和功能单元，拥有多种复杂的细胞器结构，如线粒体、高尔基体、溶酶体等。细胞质或细胞器中一些重要生物分子的表达或活性变化会严重影响细胞的健康状况，因此可以利用它们来指示细胞的病变状态如瘤化、炎症、感染和中毒等。因此，如何构建合适的分析工具在不干扰细胞活性的情况下准确、快速和灵敏地分析这些胞内标志物分子，不仅对于回答肿瘤等重大生物学问题至关重要，而且能够为医疗诊断和治疗提供有力工具。

近期，合肥工业大学李超副教授和山西医科大学张瑞平教授结合近年来生物传感技术、荧光纳米探针和活细胞生物分子分析方面的研究进展，总结了用于活细胞分析的生物分子响应性纳米探针的最新进展（图1）。相关研究成果以“Biomolecule-responsive nanoprobes for living cell analysis”为题发表在国际权威杂志Trends in Analytical Chemistry上（DOI: 10.1016/j.trac.2023.117387）。文章第一作者为山西医科大学第三临床医学院（山西白求恩医院）郑吉老师。

图1 用于活细胞分析的生物分子响应性荧光纳米探针构建示意图。

该综述不仅就细胞内RNA（mRNA，microRNA，circular RNA）、蛋白质（膜蛋白和蛋白酶）和小分子（GSH，ATP，活性氧，金属离子，pH）响应性纳米探针范例进行了分类总结，还对其中细分靶标响应性策略的发展历程进行了归纳概括。例如RNA的（如 mRNA, microRNA, circular RNA等）的异常表达经常与细胞功能障碍有关，因此它们可以作为许多疾病的临床诊断的新兴生物标志物。除了对典型范例进行总结，作者还概括了mRNA响应纳米探针的策略发展，比如mRNA响应性探针由单靶标的1:1信号转导模式发展到整合信号放大元件，再到双靶标的响应性探针设计（图2），此发展历程展现出纳米响应性探针的发展越来越灵敏和特异。

图2 mRNA响应纳米探针代表实例示意图。