众所周知，肾脏是人体的重要器官，具有调节人体正常代谢、维持人体电解质平衡等重要作用。然而，沉重的生理负担也使得肾脏容易受到损伤。在临床上，常规的肾功能检测方法是通过测定血尿素氮以及血清肌酐的含量。然而，这两种指标均具有一定的延迟性，意味着发现指标异常的时候肾功能已经有了较为严重的损伤。肾脏活检是一种准确性更高的检测手段，然而其作为一种侵入式的方法常伴随着一定的风险。此外，一些基于传统成像手段的检测方式已开发并投入使用，但高成本、低可行性以及潜在的电离辐射等问题限制了其广泛的使用。光学成像手段在疾病检测方面具有诸多优点，然而基于该技术的肾功能检测研究还十分匮乏。
在本工作中，作者开发了一种具有近红外二区荧光发射的小分子光学探针CDIR2并用于肾功能的检测。相比于近红外一区荧光成像，近红外二区荧光成像在组织穿透深度、空间分辨率、灵敏度等方面均有更好的表现。CDIR2具有nm的近红外二区荧光发射以及良好的光稳定性。
同时，其组织穿透深度明显高于商用近红外一区荧光探针ICG。由于CDIR2良好的水溶性以及低分子量，通过尾静脉注射入小鼠体内后，约90%的CDIR2可在24小时内通过肾脏清除并排出体外。快速的肾脏清除能力也保证了CDIR2的体内安全性。
在成像实验中，由于近红外二区荧光成像具有更深的穿透深度，CDIR2在注射1分钟后便可观察到小鼠的肾脏，而类似结构的近红外一区荧光探针CCD在注射20分钟后方能观察到小鼠的肾脏。肾代谢机理研究表明CDIR2是通过肾小球滤过的方式排出，并且在肾小管中没有肾小管分泌及再吸收过程。
随后，研究人员进一步建立顺铂诱导肾损伤模型并利用CDIR2实时监测小鼠的肾损伤情况。在注射顺铂72小时后的小鼠中，由于肾功能下降，通过近红外二区荧光成像观察到的CDIR2肾清除速率明显慢于正常小鼠，肾损伤情况可在注射CDIR2后20分钟内即可被实时观察。
作者团队合成了一种NIR-II荧光分子半导体(CDIR2)，并证明了其在小鼠肾脏功能障碍无创成像中的应用。CDIR2不仅具有比NIR-I分子更高的SBR，而且具有较高的肾脏清除效率，最小的体内代谢和高的生物相容性。在将CDIR2全身注入活鼠体内后，它主要通过肾小球滤过进入尿液而不被肾小管吸收和分泌。这种CDIR2的单向肾脏清除途径允许实时、无创地监测活鼠在顺铂诱导的RI进展过程中的肾脏功能障碍。CDIR2的肾脏功能障碍检测能力与临床诊断性检测一致。因此，CDIR2不仅有望在临床前环境下对肾脏功能障碍进行无创监测，而且还可以在活体动物中进行肾毒性调查和高通量药物筛选。是首次利用近红外二区荧光探针检测肾损伤的研究，具有重要的临床转化价值和应用前景。
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