在最新一期出版的美國化學(xué)會旗下的期刊ACS Nano（影響因子IF 13.942）上，刊載了中國科學(xué)院大學(xué)化學(xué)科學(xué)學(xué)院田志遠(yuǎn)教授課題組的研究論文Cancer Cell Membrane-Biomimetic Nanoprobes with Two-Photon Excitation and Near-Infrared Emission for Intravital Tumor Fluorescence Imaging （ACS Nano, 2018, 12, 1350-1358）。該項研究設(shè)計構(gòu)建了具有雙光子激發(fā)、近紅外發(fā)射特性的仿生熒光探針并成功將其應(yīng)用于活體腫瘤的高清晰度熒光成像，這是該課題組近年來在近紅外(near-infrared, NIR) 光學(xué)活性材料的設(shè)計構(gòu)建及生物應(yīng)用方面取得的系列進(jìn)展之一。
歸因于其高靈敏度、優(yōu)良的時-空分辨率、相對于其它技術(shù)而言良好的生物兼容性等特性，基于光學(xué)活性材料的熒光探測及診療技術(shù)已在生命科學(xué)及生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮日益重要的作用。生物熒光成像需要由外源性熒光團(tuán)來提供讀出信號或增強(qiáng)成像的對比度，這使得熒光探測手段的功效在很大程度上取決于熒光探針的性能。傳統(tǒng)生物熒光成像所使用的熒光探針多以可見光作為激發(fā)源、而且信標(biāo)光位于可見光區(qū)；而對于那些以深源的細(xì)胞或組織為探測目標(biāo)的應(yīng)用而言，這類激發(fā)光和信標(biāo)光都位于可見光區(qū)的熒光成像會在穿透深度上受到很大的限制。著眼于解決這一問題，國科大化學(xué)學(xué)院田志遠(yuǎn)教授帶領(lǐng)的低維光學(xué)活性材料與生物探測實(shí)驗室近年來在新型熒光探針的設(shè)計構(gòu)建及其生物探測方面開展了系統(tǒng)研究。他們設(shè)計構(gòu)建了用NIR光通過雙光子吸收過程進(jìn)行激發(fā)、發(fā)射NIR熒光的復(fù)合型聚合物熒光探針；其熒光成像穿透深度可高達(dá)1.2毫米、對深置目標(biāo)及具有一定厚度的生物樣品進(jìn)行成像具有實(shí)用意義（ACS Applied Mater. Interfaces, 2015，7，20640-20648，IF 7.504）。
他們還設(shè)計合成了一類可用NIR光觸發(fā)、具有良好的生物兼容性及隱身能力、優(yōu)越的氧氣通透性及對活性單重態(tài)氧的遞送能力、可進(jìn)行程序化遞送的光動力學(xué)治療(PDT)納米載體，實(shí)現(xiàn)了對模型小動物腫瘤極為有效的光動力學(xué)治療效果（Nanoscale，2015，7，9806-9815，IF 7.367）。
他們還構(gòu)建了具有超常斯托克斯位移（大于200nm）的NIR熒光開關(guān)探針；基于超常的斯托克斯位移、NIR熒光信號、及動態(tài)比照熒光開關(guān)轉(zhuǎn)換三重機(jī)制的共同作用，成功地克服背景噪音的干擾、將細(xì)胞內(nèi)熒光成像的靈敏度提高兩個數(shù)量級（ACS Appl. Mater. Interfaces，2016, 8, 4399-4406, IF 7.504)。
在前期工作的基礎(chǔ)上，他們在近期設(shè)計并合成了將具有雙光子激發(fā)特性的能量捕獲單元和能發(fā)射NIR熒光的能量受體單元集成到了聚合物分子鏈中的新型嵌段共聚共軛聚合物；并基于這種光學(xué)活性聚合物構(gòu)建了腫瘤細(xì)胞膜包覆的、可實(shí)現(xiàn)NIR光激發(fā)、NIR熒光發(fā)射的“NIR input-NIR outgoing”的仿生熒光探針。這種熒光探針以波長在具有最大光通透性的生物窗口范圍的光(700-1000nm)為激發(fā)源且具有雙光子激發(fā)熒光（two-photon excited fluorescence, TPEF）特性，無需將能量給體與受體進(jìn)行摻雜，在確保探針結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的前提下實(shí)現(xiàn)高的熒光成像穿透深度。該探針?biāo)哂械母叨忍禺愋园邢蚰芰Γ皩铙w腫瘤的高清晰度熒光成像能力在模型荷瘤小鼠實(shí)驗中得到了充分驗證（ACS Nano, 2018, 12, 1350-1358）。
以上工作得到了國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院“百人計劃”專項經(jīng)費(fèi)、中國科學(xué)院大學(xué)的大力支持。第一作者為博士研究生呂巖霖。中國科學(xué)院過程工程研究所生化工程國家重點(diǎn)實(shí)驗室馬光輝研究員和魏煒研究員課題組、哈爾濱工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院張勇教授課題組對這項工作有重要貢獻(xiàn)。
- 法國艾克斯-馬賽大學(xué)彭玲教授團(tuán)隊 AM: 利用模塊化自組裝樹狀分子納米探針通過核磁共振或核磁共振/近紅外熒光成像檢測胰腺癌 2023-12-13
- 唐本忠院士團(tuán)隊/南科大李凱教授課題組 ACS Nano：用于提高診療效果的“一體式”近紅外發(fā)光納米聚集體 2023-03-04
- 香港中文大學(xué)（深圳）唐本忠教授團(tuán)隊 ACS Nano: 利用AIEgen對綠藻脂滴的熒光成像和流式篩選提高了一倍的油脂產(chǎn)量 2022-09-16
- 唐本忠院士 Angew: 多級超分子自組裝制備熒光多嵌段微棒以及超分子自組裝的熒光可視化 2022-10-10
- 清華危巖教授課題組：集成有兒茶酚模體的三芳基型AIE發(fā)光體用于定量和可視化硼酸檢測 2021-12-06
- 唐本忠院士團(tuán)隊《ANBR》：調(diào)控固態(tài)分子運(yùn)動構(gòu)筑還原酶響應(yīng)的AIE熒光探針 2021-03-02
