脂滴（lipid droplets, LDs）是细胞储存脂肪的核心细胞器，与肥胖、脂肪肝等代谢疾病密切相关。长久以来，科研人员可以看清脂滴（lipid droplets, LDs）的位置与形态，却很难捕捉脂滴内部的化学环境变化，限制了对脂质代谢机制的深度解析。上海科技大学的科研团队开发出一款极性敏感荧光探针BTDO‑MEA，借助荧光寿命成像（fluorescence lifetime imaging microscopy, FLIM），实现活细胞内脂滴微环境的定量观测，为代谢疾病研究提供全新工具。

传统脂滴荧光染料大多依靠荧光强度成像，只能标记脂滴所在位置，很难反映细胞器内部化学性质改变。而BTDO‑MEA探针适配荧光寿命成像（fluorescence lifetime imaging microscopy, FLIM）显微镜，检测的是分子受光激发之后的发光时长，不受探针浓度、光漂白干扰，能够反映局部微环境极性变化。

该探针采用给体‑受体分子设计，通过Suzuki偶联反应，将氨基苯基电子给体与苯并噻吩‑1,1‑二氧化物（benzothiophene 1,1‑dioxide, BTDO）电子受体相连，并引入甲基乙氧基侧链，提升分子亲脂性，使其能够高效富集于脂滴内部。探针受光激发后发生分子内电荷转移（intramolecular charge transfer, ICT），这一过程对周围环境极性高度敏感，环境极性发生微小波动，荧光寿命就会随之改变，成为感知脂滴内部化学状态的灵敏“分子传感器”。

活细胞成像实验显示，BTDO‑MEA可以特异性标记脂滴，捕捉到传统成像手段无法分辨的细节。当使用油酸处理细胞诱导脂肪堆积，脂滴荧光寿命由约1.5纳秒上升至3纳秒，直接证明随着脂肪不断储存，脂滴内部极性显著下降。更重要的是，探针揭示单个脂滴内部化学环境并不均匀：核心区域极性更低，外周区域极性相对更高，直观展现脂滴内部分层的化学组织特征，刷新人们对脂滴亚结构的认知。

这项研究打通了实时监测活细胞脂肪储存动态变化的技术路径。脂滴的极性异质性与脂质异常积累息息相关，该探针有望助力解析代谢紊乱发病机理，也可以用于靶向脂质异常药物的药效评估。相比于普通强度成像探针，BTDO‑MEA兼顾脂滴靶向选择性与较大的荧光寿命动态响应区间，拓展了荧光寿命成像（fluorescence lifetime imaging microscopy, FLIM）技术在脂代谢领域的应用空间。

细胞内脂肪的故事远不止看得见的油滴形态，探针技术的进步，让我们得以读懂脂肪背后看不见的化学信号。这一分子工具，为肥胖、代谢相关疾病的机制探索打开了新窗口。

参考文献

Tang S, Si D, Zhou C, Yan K K, Wang L, Shen X. A Polarity‑Sensitive FLIM Probe With Large Lifetime Dynamic Range for Visualizing Intracellular Lipid Droplets[J]. Chemistry—A European Journal, 2026.

https://doi.org/10.1002/chem.71638

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