华南理工大学赵祖金教授团队Chem. Biomed. Imaging | 具有光化学活性的AIEgens的设计及生物应用

英文原题：Molecular Design and Biomedical Application of AIEgens with Photochemical Activity

通讯作者：赵祖金，华南理工大学；娄筱叮，中国地质大学（武汉）

作者：Jianqing Li (李建清), Zeyan Zhuang (庄泽燕), Zujin Zhao* (赵祖金), Xiaoding Lou* (娄筱叮), Ben Zhong Tang (唐本忠)

背景介绍

光化学反应作为一类有前景的绿色化学反应，在推动有机合成化学的发展中发挥着重要作用。不仅如此，光化学活性赋予了荧光材料各种与光相关的优点，如远程可控、方便调节、非侵入性等。近年来，具有光响应特性的智能荧光材料在生物医学等领域受到了广泛关注，目前已经被开发并应用于光控药物递送、超分辨荧光成像以及疾病诊疗等。此外，为了解决传统有机荧光分子聚集状态下荧光淬灭的问题，设计同时具有聚集诱导发光（AIE）特性和光化学活性的多功能材料具有十分重要的意义。

图1. （Ａ）全文概述；（B）典型的光化学反应分子；（Ｃ）三类光化学反应

文章亮点

近日，华南理工大学赵祖金教授/中国地质大学（武汉）娄筱叮教授课题组在Chemical & Biomedical Imaging杂志上发表了题为“Molecular Design and Biomedical Application of AIEgens with Photochemical Activity”的综述文章，详细介绍了具有光化学活性的AIEgens的分子设计和生物应用，同时对该领域面临的挑战和未来发展方向进行了讨论。该文从光异构化、光环化、光二聚等光化学反应途径出发，着重介绍了基于光化学反应的光响应AIEgens的结构特点及其独特的物理/化学性质。随后，该文总结和讨论了它们在生物医学方面的应用，包括光激活生物成像、光学诊断和治疗等。

总结/展望

在这篇综述中，作者总结了具有光反应活性的代表性AIEgens，认为通过合理的分子设计将光化学活性和AIE特性集成到一个分子中能够开发出在生物领域具有广阔应用前景的新材料。尽管如此，具有光化学活性的AIEgens研究及应用仍处于初级阶段。目前主要存在以下挑战：(1)光响应AIEgens核心结构匮乏，亟需开发新型光响应分子，尤其发现新的光反应核心。(2)大多数可光激活的AIEgens仅对紫外/可见光有反应，其穿透深度有限，并会对正常细胞和组织造成损害，这在生物医学应用中是不利的。在以后的研究中可通过精确的分子工程开发能够被红光激活，尤其是近红外光响应性AIEgens。此外，为了拓宽其实际应用，现有的光响应AIEgens的荧光量子产率、热稳定性、光响应速度以及抗疲劳性等特性需要进一步提高。(3) 目前，关于光化学反应机理及应用的系统研究已取得显著进展，除设计新型光响应的AIEgens外，开发适合光活化材料应用的先进设备或试剂盒也至关重要。

该论文发表在高质量期刊Chemical & Biomedical Imaging上，华南理工大学博士研究生李建清为文章的第一作者， 华南理工大学赵祖金教授和中国地质大学（武汉）娄筱叮教授为共同通讯作者。

通讯作者信息

赵祖金 教授

赵祖金（Zujin Zhao），理学博士，华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室，教授，博导。入选国家“万人计划”青年拔尖人才，广东省自然科学杰出青年基金获得者。英国皇家化学会会士、中国化学会首批高级成员。2003年毕业于浙江大学化学系，获理学学士学位。2008年获浙江大学化学博士学位。2008年至2010年在香港科技大学唐本忠教授课题组进行博士后研究。2013年9月进入华南理工大学材料科学与工程学院，发光材料与器件国家重点实验室工作。已公开发表SCI收录的学术论文340余篇，包括Sci. Adv.、Nat. Commun.、J. Am. Soc. Chem.、Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Mater.等高影响力杂志，论文引用14000余次，H指数68。获授权发明专利68项。参编专著6部。2018-2022连续5年入选爱思维尔高被引科学家。获得Wiley威立中国开放科学2022年度作者奖。

课题组主页链接：

http://www2.scut.edu.cn/zujinzhao/main.htm

娄筱叮 教授

娄筱叮（Xiaoding Lou），中国地质大学（武汉），生物地质与环境国家重点实验室和材料与化学学院，教授。研究领域是生命分析化学，对活细胞中蛋白质的精准检测和动态分析开展系列研究。近五年，以通讯作者在SCI收录刊物发表论文69篇，包括5篇Angew. Chem. Int. Ed.、3篇Adv. Mater.、7篇Anal. Chem.、1篇Acc. Chem. Res.、4篇ACS Nano、1篇Natl. Sci.Rev.、1篇CCS Chem.等。全部论文引用8000余次，H指数54，15篇论文入选ESI 1%高被引论文；2017年获得国家自然科学基金委优秀青年基金项目；2020年获得国家重点研发计划纳米科技专项（青年项目首席科学家）；2021年获得国家高层次人才特殊支持计划青年拔尖人才项目。主持省部级及以上科研项目10项，获得国家授权发明专利12项，参编专著3部。获评Sci. China Chem.、Chem. Eur. J 新锐科学家，湖北省青年五四奖章，湖北化学化工学会优秀工作者，湖北省自然科学一等奖（第三完成人）。担任中青科协理事，全国青联委员，湖北省政协委员。

课题组主页链接：

https://xiafan.cug.edu.cn/

转自：“ACS美国化学会”微信公众号

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