在本研究中，湖南大学张晓兵教授团队针对光动力疗法后肿瘤易复发和转移的临床瓶颈，提出了一种创新的“时空异步”探针设计策略，并成功开发出新型荧光/光声双模态智能探针HD-LN。该探针能够针对肿瘤微环境中的关键生物标志物进行分步、特异性的序贯级联响应，率先在体内实现了光动力治疗后中性粒细胞募集及活性氧激发的免疫微环境变化的无交叉干扰、实时精准监测。这项研究不仅为解析光疗预后不良的复杂病理机制提供了强有力的分子影像工具，也为在体高效筛选中性粒细胞弹性蛋白酶抑制剂、优化肿瘤联合治疗方案开辟了新途径。

化学生物学与细胞生物学的发展高度依赖于高精度、低背景的荧光成像技术。为了突破传统荧光探针在活细胞成像中由于游离探针导致的背景干扰，德国美因茨大学的Edward A. Lemke教授团队成功开发出了一类创新的双四嗪功能化荧光探针平台。该研究巧妙地将四嗪生物正交反应基团通过极短的非共轭连接桥引入到（硅代）罗丹明染料的氧杂蒽核心氨基上，实现了前所未有的超高效率猝灭。此类染料在未反应状态下近乎完全“黑暗”，而一旦与靶向生物分子发生逆电子需求狄尔斯–阿尔德反应后，荧光发射将展现出惊人的增强，其中双功能化衍生物的荧光激活倍数接近3个数量级（高达1435倍）。该项成果不仅为常规的单靶点生物正交标记提供了极佳的对比度，更在肽链大环化监测、高精度蛋白质荧光各向异性分析以及活细胞特异性双位点标记中展现出颠覆性的应用潜力，为无标记高分辨光学成像及活细胞蛋白质动态结构研究开辟了全新通路。

加州大学洛杉矶分校的联合研究团队通过对七甲川菁染料多甲川链的4’位进行精确的空间位阻调控，成功开发出了一系列新型短波红外（SWIR）发射的二维J-聚集体。该研究不仅首次制备并表征了首个在短波红外区发光的单壁管状J-聚集体（管径约5 nm），还在单一菁染料骨架上创纪录地分离出多达13种不同的近红外/短波红外聚集态。其中，多达9种聚集体在室温下具有优异的短波红外发光性能。基于这一基础研究突破，团队利用单一荧光染料骨架，在不同激发波长下成功实现了高对比度的四色短波红外荧光成像，为多通道生物成像和新型光电材料的设计开辟了全新路径。

本研究成功构建了一种名为QGS@DOX的肿瘤微环境响应型自组装多肽纳米治疗平台，实现了超越90%的抑瘤率。该平台巧妙地将主动肿瘤靶向、成纤维细胞活化蛋白-α（FAP-α）酶驱动释放、抗血管生成治疗以及阿霉素化学疗法集成于一体。在有效抑制三阴性乳腺癌生长和远端肺转移的同时，显著降低了传统化疗药引起的化学性心肌损伤，为临床治疗难治性实体瘤提供了创新的多模态协同方案。

刺激响应型室温磷光材料因其在高级信息加密、动态防伪及智能显示领域的巨大应用潜力而备受关注。然而，传统的响应型磷光材料大多局限于单一的刺激响应模式，难以在单个材料平台中同步且可逆地调节多种磷光特性。针对这一科学瓶颈，南方科技大学和湘潭大学等团队合作提出了一种高效的超分子构筑策略。研究人员巧妙地将具有 reversible 非共价相互作用的超分子交联方法与多发射中心设计相结合，通过合成一种由酰胺萘筒和\beta-环糊精共价连接的异型二聚体，成功交联了两种分别带有4- phenylpyridinium和2- bromonaphthalene基团的丙烯酰胺共聚物。这种新颖的超分子网络结构赋予了所得聚合物薄膜独特的激发波长依赖性、湿度响应性以及酸碱刺激响应性。该工作不仅展现了优异的自修复特性，还展示了其在摩尔斯电码多级加密和复杂图形组装中的前沿应用，为设计下一代多功能智能有机发光材料开辟了全新路径。

在本研究中，科研团队巧妙设计了一种基于光交联双层系统的可控振幅动态褶皱平台。通过对表面褶皱在机械应变下演变机制的定量剖析，研究人员首次明确了实现高亮度结构色所必需的关键褶皱振幅窗口为50\sim200\text{ nm}。这一发现成功打破了传统褶皱体系中光学响应仅能进行二元“开/关”切换的局限。利用该机制，通过调控一次与二次紫外曝光时间，便可精准控制褶皱振幅的初始状态及其在拉伸过程中的衰减速率。基于此，团队不仅实现了智能二维码的动态隐形与重现，还成功构建了信息随应变增加而依次呈现或递减的多级光学加密器件，为新一代高安全性、多维度应变响应防伪技术提供了全新的定量化物理模型与材料设计方案。

浙江工业大学王静教授团队在磁珠荧光免疫检测领域取得了重要突破。针对传统无酶磁珠荧光免疫分析中发光体淬灭、空间位阻及扩散动力学迟缓等瓶颈，研究人员系统地定量评估了荧光纳米球的单颗粒亮度与扩散效率，并率先揭示了纳米球与磁珠之间的界面碰撞效率对整体免疫反应动力学的影响规律。通过精细设计双微球表面的柔性高分子嫁接层，并创造性地引入“自由模式”反应配置，该研究成功将检测新冠病毒核衣壳蛋白的灵敏度提升了近三倍，为设计超灵敏磁增敏生物传感平台提供了全新的理论指导与实用策略。

清华大学自动化系戴琼海院士在荧光成像领域取得重大突破，针对传统荧光寿命成像 microscopy (FLIM) 长期受制于高光子需求、难以实现活体深层组织快速成像的科学瓶颈，提出了一种名为基于事件的第一光子荧光寿命成像 (EFLIM) 的自监督去噪方法。该研究创新性地放弃了传统的每个像素累积光子计数直方图的固有范式，而是将每一次脉冲激发过程精确建模为离散的二元事件。在极弱光照条件下，EFLIM成功实现了在平均每像素光子数低于1个的极端场景下对荧光寿命的精准反演，将FLIM的成像灵敏度直接提升了两个数量级以上。这一通用成像框架在攻克光毒性限制、抗干扰活体深层组织脉冲记录等方面展现出巨大潜力，为细胞生物学、免疫学以及病理诊断提供了强有力的全新数字化观测工具。

在本项研究中，科研人员成功设计并合成了四种具有非全共轭烷基连接链的翼状异构双体受体材料（命名为Dimer-1至Dimer-4）。通过精确调控不同端基（含甲氧基取代的EG1与无甲氧基的EG2）在分子骨架上的共轭结合位点，系统性地探讨了空间异构效应对分子堆积方式、晶体动力学及光电转换性质的调控规律。其中，具有对称性“双内侧EG1、双外侧EG2”空间排布的Dimer-2展现出了最优异的分子堆积、高结晶度与优良的荧光发射特征。基于PM615.12% 的光电转换效率（PCE）。更令人瞩目的是，将Dimer-2作为第三组分引入经典的PM6:BTP-eC9和D18，构建的三元活性层实现了互补吸收与理想的垂直相位分布，使其光电转换效率分别飙升至20.06% 和20.32%。这一成果不仅刷新了含有非全共轭双体受体的三元有机太阳能电池（OSC）效率的最高纪录，也为通过精确端基异构化设计高性能巨分子受体材料开辟了全新路径。

在本研究中，科研团队成功设计并合成了一系列基于双环戊二烯并菲骨架的异构开壳层多环芳烃分子（化合物1至3）。该研究通过精细的结构异构化策略，成功平衡了开壳层有机双自由基高活性与高稳定性之间的内在矛盾。这些新型材料不仅展现出低至0.90到1.16 eV的窄电化学能带隙，还具备优异的多级可逆氧化还原特性、极窄的单线态-三线态能量差以及高效的近红外光热转换效率（最高达46.1%）。这一成果为理性设计兼具高稳定性和独特磁学、光电性能的开壳层功能分子提供了全新的分子平台与设计思路。

神经退行性疾病的病理机制复杂，其中帕金森病（PD）的发生与脑内脂质滴（LDs）的异常积聚密切相关。为了能够实时、特异性地监测这一动态过程，研究团队通过严谨的逐步分子设计策略，首次构建了一款基于新型香豆素衍生物骨架的近红外聚集诱导发光（AIE）荧光探针QCN-TP。该探针展现出极高的极性敏感性、高达150至280纳米的斯托克斯位移以及出色的血脑屏障渗透能力，不仅成功在细胞模型中实现了对脂质滴变化的实时捕获，更在活体帕金森病模型小鼠的脑组织中清晰可视化了脂质滴的异常积聚现象，为帕金森病的病理研究及早期药物筛选提供了极具价值的分子影像学工具。

本研究开发了一种创新的压电轴向扫描式紫外光声显微成像系统（UV-PAM-Z），首次在不进行任何化学染色或物理切片的前提下，实现了对三维完整活体脑类器官的超高分辨率细胞核三维成像。该技术不仅突破了传统光学成像的深度与损伤极限，更成功应用于产前酒精暴露导致的精神神经发育障碍模型中。实验结果表明，在酒精毒性刺激下，脑类器官的细胞核面积、最大直径和圆度分别显著下降了46.1%、20.8%和6.0%。本研究为三维生物样本的药物筛选、毒理学评估以及疾病模型的建立提供了一种完全无标记、无损伤且高保真的定量表征新平台。

北京理工大学张金凤教授设计并合成了一种无需任何体内外刺激响应、能自发实现“球转棒”形貌转变的纳米光敏剂（SITNPS）。该纳米光敏剂在初始状态下为小尺寸纳米球，可高效渗透至肿瘤深部；随后在热力学第二定律的驱动下，自发且缓慢地在肿瘤微环境中转化为长径比极大的纳米棒。这种形貌转变赋予了其超长的肿瘤滞留时间（长达7天）。结合其优异的双光子激发特性与单线态氧产生效率，该系统不仅能通过双光子激光激发，甚至可以直接用便携式智能手机的手电筒光激活行光动力治疗（PDT）。在单次给药后进行三次手机光照治疗，其肿瘤抑制率高达70.0%，远超临床常用光敏剂，为实现便携、实用的深部肿瘤光疗提供了全新策略。

本研究成功开发了一种肿瘤微环境响应型自组装纳米药物平台QGS@DOX，该平台巧妙地将主动靶向、多肽介导的抗血管生成、精准化疗以及免疫激活融合于一体。通过攻克三阴性乳腺癌特有的基质物理屏障，该智能纳米颗粒实现了药物在肿瘤部位的高效富集与控释。实验结果表明，该系统不仅实现了超过90%的肿瘤生长抑制率，成功阻断了肺转移，更首次揭示了靶向肽SML与膜突蛋白Moesin（MSN） 相互作用的新机制，并通过激活cGAS-STING信号通路重塑了免疫抑制微环境，为三阴性乳腺癌的临床精准多模态治疗提供了极具转化前景的新策略。

大连理工大学彭孝军院士团队及其合作者针对传统光敏剂在光动力治疗中存在的稳定性差、暗毒性高等瓶颈问题，提出了一种基于杂环硫化与供体-受体（D-A）强化的分子设计策略。通过这种无重原子设计，研究团队成功开发出了性能卓越的尼罗红衍生物光敏剂NRS-N-Me。该光敏剂不仅表现出极佳的稳定性，更能在近红外光激发下，协同诱导肿瘤细胞发生铁死亡与焦死亡，从而极大地增强肿瘤免疫原性，实现高效的光动力免疫治疗，为下一代高性能光敏剂的开发提供了全新思路。

本文针对电致变色与电致荧光双模显示器件中色彩与发光光谱不匹配的核心瓶颈，提出了一种全新的分子级设计策略。通过构建单一供体-受体发光团分子，利用氧化还原调控的分子内电荷转移机制，成功实现了电致变色反射颜色与电致荧光发射颜色的本质一致与同步调控。该系列电致变色/电致荧光离子液体器件展示出优异的性能，不仅工作电压低于1.1 V，响应时间缩短至1.0 s以内，还展现出长达90天以上的循环稳定性。作为概念验证，研究团队展示了其在低能耗交通信号灯系统中的应用，为下一代智能、节能显示技术开辟了新途径。

催化技术作为现代化学工业的绝对核心支撑，广泛应用于能源转化、材料合成、环境保护和生命健康等多个关键领域，直接和间接贡献了全球约20%的国内生产总值（GDP）。长期以来，多相催化反应中固体表面催化活性位的微观结构及其化学演变由于缺乏均一的微观模型，被视作科研和工业生产中的“黑匣子”。将多相催化剂的活性位点从纳米尺度精准推向原子尺度极限，不仅是百年催化科学发展的终极梦想，更是实现贵金属资源高效利用与精准化学转化的基础科学瓶颈。

【本类综述】 本大类涵盖了利用金属有机框架（MOFs）、DNA纳米探针、细胞器靶向小分子以及新型化学发光体系对活细胞或亚细胞器内关键生物大分子、离子的多通道/实时成像与定量检测技术。这些前沿成果巧妙解决了特异性选择与高灵敏度的瓶颈，展示了发光传感技术在单细胞及精细微环境解析中的广阔应用价值。

深圳大学杨楚罗教授团队在超高画质显示发光材料领域取得重大突破。研究团队提出了一种协同整合二苯并呋喃融合与氰基修饰的分子设计策略，成功开发出一种名为DBFCN的超窄带纯绿光多共振热激活延迟荧光（MR-TADF）发射源。该分子在稀溶液中展现出半值宽仅为12 nm的极窄纯绿光发射。基于该材料制备的顶发射器件不仅实现了逼近60%的最大外量子效率（EQE），其最大功率效率更是突破300 lm/W，色坐标达到(0.14, 0.79)，完美契合了超高清显示BT.2020的标准绿光色域要求。