传统的荧光成像技术虽在生物过程监测方面应用广泛，但仍存在着诸如自体荧光和光漂白等固有问题，这会导致成像信噪比降低，影响检测的准确性。与之不同的是，化学发光成像技术依赖化学反应产生电子激发态进而发射光信号，无需外部光源激发，有效克服了上述弊端，在生物分析中具有显著优势。根据能量转换机制的不同，化学发光可分为间接化学发光和直接化学发光。间接化学发光过程虽无需激发光源，但其发光效率受限于能级匹配的精准性以及能量转移的效率。相反，直接化学发光机制无需依赖化学发光共振能量转移，因而通常展现出更高的化学发光效率。
Schaap’s型1,2-二氧杂环丁烷类化学发光分子具有高度可设计性的分子结构，通过共轭结构改造和响应位点的功能性修饰能够精准调控其化学发光波长、提升其量子产率，并实现对生物体内关键标志物的特异性和灵敏检测，为生物医学研究提供强有力的分析诊断工具。然而，目前大多数已知的Schaap’s型直接化学发光分子发射波长多位于约500 nm的可见光区域，短波长光在生物组织中易产生显著的散射和吸收，导致组织穿透深度受限，信噪比不够理想，无法满足对深层组织高对比度成像的需求。因此，开发针对特定疾病的靶向激活直接近红外发射化学发光探针成为该领域的研究热点和关键突破方向。
本工作通过分别引入不同的电子受体，对化学发光体的结构进行精细调控，成功合成了四种直接近红外发射的 Schaap’s 化学发光体（AINCL、AIFCL、ABTCL 和 APYCL）。这些吸电子基团具有不同的吸电子能力，为化学发光体带来了多样化的发射特性，也为后续的筛选和优化提供了丰富的选择。随后，利用硫化氢（H2S）可裂解的 2,4 -二硝基苯磺酸酯对酚基进行“笼化”修饰，成功实现了化学发光体对H2S的特异性激活。这种设计使得化学发光体在遇到内源性H2S时，能够迅速做出响应，开启化学发光过程。为满足生物应用需求，以DSPE-PEG2000将直接化学发光分子分别包封为纳米粒子（NPs），其中APYCL NPs兼具最长的发射波长（706 nm）、优异的H2S特异性检测效果、可接受的发射强度和发光半衰期。在炎症性肠病（IBD）和荷瘤小鼠模型中，APYCL NPs 能够被炎症和肿瘤部位的内源性H2S高效、特异性激活，产生强烈且持久的化学发光信号，清晰地显示出炎症和肿瘤位置，而荧光成像则因背景干扰难以准确识别病灶部位。在腹膜转移瘤小鼠模型中，APYCL NPs 同样能够清晰地标记出肿瘤组织，为手术切除提供了精确指导。（图1）
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