Angew：近红外二区的聚集诱导发光分子——强强联合如虎添翼

近年来，生物医学成像技术的蓬勃发展为临床诊断提供了一种强有力的新型成像工具。与其他生物成像方式例如超声成像、磁共振成像、计算机断层扫描等技术手段相比，荧光成像技术具有其独特的内在优势，诸如高灵敏度和高特异性、低成本、无创性和更好的生物安全性。基于以上优点，荧光成像被视作一种非常强大的工具，可用于观察细胞内的结构和物质以及追踪复杂的生物过程。

很多荧光材料已经在研究中被广泛地用于生物成像，其中大多数表现出可见光（400-700 nm）和第一近红外区间（NIR-I, 700-900 nm）发射, 而第二近红外区间（NIR-II, 1000-1700 nm）荧光材料直到近年来才被发掘，但立刻就受到了极大的关注。近红外二区荧光材料的优势在于其更纵深的穿透能力，更好的空间分辨率，同时减少了对生物组织的光损伤。在所有的荧光材料中，有机荧光材料因其更容易被修饰，同时具有更好的生物相容性而被人们青睐，但是传统的荧光材料自身面临一系列固有的问题和挑战，如聚集诱导荧光猝灭（Aggregation-Caused Quenching, ACQ），光稳定性较差等，从而导致不理想的影像学结果。相反，具有聚集诱导发光（Aggregation-induced emission, AIE）特征的分子（AIEgen）作为一种新型的有机发光材料，具有较大的斯托克斯位移、优秀的光稳定性以及更高的荧光强度。因此AIE材料被视为极具潜力的造影剂，将可用于各种生物成像技术和动物模型。

综合考虑近红外二区和AIEgen各自的优点，NIR-II与AIEgen的强强联合可以同时展现多方面的优势。当NIR-II荧光材料具有AIE特性，它将被赋予更高的荧光效率和光稳定性；与此同时，如果AIEgen的发射波长可以延伸到近红外二区，将会增加组织的穿透深度，增强分辨率同时降低可能的光损伤。这样，将NIR-II发射整合到AIEgen这种合作双赢的策略将实现更高的生物成像质量。

图1. A）AIEgen的发光特征; B) NIR-II AIEgen的优势

近期，香港科技大学唐本忠院士团队与深圳大学AIE研究中心王东副教授在Angew. Chem. Int. Ed. 上发表了题为“NIR-II AIEgens: A Win-Win Integration towards Bioapplications”的小综述文章。这篇文章系统地介绍了NIR-II AIEgens的结构设计与调控，并且阐述了其潜在的生物应用；在生物应用方面，除了荧光成像，一些NIR-II AIEgens还可以实现荧光-光声双模态成像以及荧光成像引导的光热治疗。最后，作者对NIR-II AIEgens面临的挑战进行了分析，并展望了这一领域广阔的前景。

图2. AIE使近红外二区荧光成像如虎得翼

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NIR-II AIEgens: A Win-Win Integration towards Bioapplications

Wenhan Xu, Dong Wang,* Ben Zhong Tang*,

Angew. Chem. Int. Ed., 2020, DOI: 10.1002/anie.202005899

导师介绍

唐本忠

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