荧光爱好者周刊（第二十一期）

1 综述及机理

1.1 综述

1.1.1 药物递送中的荧光寿命成像

Fluorescence lifetime imaging in drug delivery research

荧光寿命成像（FLIm）曾经是荧光显微镜在生命科学研究中的一种奇特的附加技术，但由于其自我校准的特性，它已成为一种功能强大、使用日益广泛的技术，与传统的稳态荧光成像相比，它能提供更优越的定量。本综述重点介绍 FLIm 在药物制剂、释放、剂量和作用机制方面的最新应用，旨在创新诊断和治疗方法。使用荧光成像仪进行定量测量有助于封装药物输送设计、药代动力学和药效学、病理学研究、早期疾病诊断和疗效评估。本报告还关注了生命工程纳米材料和实用仪器的最新进展，它们开始显示出临床前和临床转化的潜力，而不仅仅局限于体外细胞和组织样本。最后，还讨论了为促进未来展望而需要克服的主要挑战。

Lu, Y.; Jabbari, P.; Mukhamedshin, A.; Zvyagin, A. V. Fluorescence Lifetime Imaging in Drug Delivery Research. Advanced Drug Delivery Reviews 2025, 115521. https://doi.org/10.1016/j.addr.2025.115521.

1.1.2 线粒体 H 2 S 检测

Fluorescent probes for detecting and imaging mitochondrial hydrogen sulfide

硫化氢（H 2 S）是一种强有力的氧化还原活性信号分子，常在疾病状态中失调。H 2 S 的产生及其与线粒体功能障碍相关的各种病理状况的参与已被广泛证实。在应激期间，胞质中的胱硫醚γ-裂解酶和胱硫醚β-合成酶大量易位到线粒体中，以促进 H 2 S 的产生，证实了其在线粒体活动中的关键作用。然而，由于缺乏精确且准确的检测工具，人们对组织、细胞和细胞器中 H 2 S 水平的研究较少。因此，迫切需要确定并监测这些重要细胞器中 H 2 S 的水平。荧光探针是检测和监测包括生物硫醇在内的各种重要生物分子的有效工具。荧光探针的开发是一种多管齐下的方法，它涉及将荧光团与响应位点偶联。使用荧光探针监测线粒体 H 2 S 水平最近受到广泛关注，由此产生了许多描述其合成、作用机制、应用和潜在挑战的出版物。荧光探针提供准确且及时的数据、高灵敏度和选择性、低生物毒性和最小的背景干扰。在这篇综述中，我们的目标是报告此类探针的设计、反应机制及其在线粒体 H 2 S 水平检测中的应用。荧光探针有助于揭示 H 2 S 在重要细胞器中的生理/病理水平、它与各种生物标记的相互作用以及在生物系统中的相关后果。

Zhu, Y.-W.; Ngowi, E. E.; Tang, A.-Q.; Fluorescent probes for detecting and imaging mitochondrial hydrogen sulfide. Chemico-Biological Interactions 2025, 407, 111328. https://doi.org/10.1016/j.cbi.2024.111328.

1.1.3 超分子光捕获系统

Supramolecular light-harvesting systems based on cyanostilbene derivatives

光合作用为高效光能采集的天然模型，启发了人们设计用于模拟这种捕获和转换太阳能能力的人工系统。因此，人工光能收集系统（LHSs）已成为研究的一个关键领域，在传感、成像、光催化和光电子学方面有广阔的应用前景。在探索用于 LHSs 的材料中，氰基芪衍生物因其易于合成和独特的理化性质（如聚集诱导的发射 (AIE) 增强）而脱颖而出。这些分子可以通过非共价相互作用（包括主客体相互作用、多重氢键、两亲性相互作用和金属配体配位）自组装成超分子结构，为高效能量传递和光吸收提供可调谐的结构。这篇综述文章探讨了基于氰基芪的超分子 LHSs 在设计、合成和功能性能方面的最新进展，分析了它们在能量传递过程中的效率和适应性。未来的研究可能集中于将这些系统与纳米材料相结合，探索它们在先进能量转换设备中的潜力，为可持续能源技术提供了新途径。

Cui, F.; Zhang, Q.; Dang, X.; Xiao, T. Supramolecular Light-Harvesting Systems Based on Cyanostilbene Derivatives. Tetrahedron Chem 2025, 13, 100120. https://doi.org/10.1016/j.tchem.2025.100120.

1.1.4 用于监测药物输送的光片荧光显微镜

Light sheet fluorescence microscopy for monitoring drug delivery: Unlocking the developmental phases of embryos

光片荧光显微术（LSFM）已成为药物递送和胚胎发育研究中的一种变革性成像技术，它以极小的光毒性提供高分辨率、实时可视化。这篇综述考察了 LSFM 在胚胎发育的关键阶段追踪药物药代动力学、组织特异性靶向和药物疗效中的应用。荧光标记和机器学习集成的最新进展使得对药物释放、分布及其与发育组织的相互作用的监测更加精细。LSFM 在单细胞分辨率下捕捉长期动态的能力彻底改变了药物发现，尤其是在纳米医学和靶向治疗中。通过将 LSFM 与多模态成像和 AI 驱动的 data 分析相结合，研究人员现在能够更好地探索复杂生物学过程并以高度受控、最小的侵入性方式优化药物递送。最后，这篇综述着重介绍了 LSFM 在促进药物递送研究、应对现有挑战和开启临床应用新领域中的关键作用。

Raju, G.; Gratiet, A. L.; Sancataldo, G.; Zhuo, G.-Y.; Kistenev, Y.; Das, S.; Patil, A.; Mazumder, N. Light Sheet Fluorescence Microscopy for Monitoring Drug Delivery: Unlocking the Developmental Phases of Embryos. Advanced Drug Delivery Reviews 2025, 218, 115520. https://doi.org/10.1016/j.addr.2025.115520.

1.1.5 近红外二区成像及治疗

Recent Advances in Indocyanine Green-Based Probes for Second Near-Infrared Fluorescence Imaging and Therapy

荧光成像是一种高度灵敏的分子成像方式，现正逐渐融入临床实践中。近红外光生物窗口二 (NIR-II，1000-1700 纳米)，也被称作短波红外，因其显著降低的自发荧光，更深的组织穿透力，以及比传统近红外 (NIR) 成像更高的时空分辨率而受到关注。吲哚菁绿 (ICG) 作为美国食品药品监督管理局批准的近红外荧光染料，长期用于临床应用当中，包括血管造影、血管灌注监测和肿瘤检测。近红外光二成像技术的最新进展为 ICG 注入了新的生命，展现了其在 1000 nm 外的延伸尾部荧光，重申了其作为可临床转化 NIR-II 荧光染料在体内成像和诊疗结合应用中诊断各种疾病的潜力。本综述强调了从基础和临床角度在 ICG 及其衍生物用于 NIR-II 成像和图像引导治疗中的重要进展。我们还提供了一个简要的结论，讨论了使用临床上认可的荧光染料进行 NIR-II 成像所面临的挑战和未来的机遇。

Hu, D.; Zha, M.; Zheng, H.; Gao, D.; Sheng, Z. Recent Advances in Indocyanine Green-Based Probes for Second Near-Infrared Fluorescence Imaging and Therapy. Research 2025, 8, 0583. https://doi.org/10.34133/research.0583.

2 检测型荧光材料

2.1 金属/阳离子检测

2.1.1 Hg2+

A shikimic acid derived carbon dots (SACNDs-FITC) for multi-modal detection and removal of Hg2+: Probe design, sensing performance, and applications in food analysis

首次使用以莽草酸作为前驱体的荧光碳点（SACNDs-FITC）实现 Hg 2+的多模态检测和同时去除。SACNDs-FITC 的 520 nm 荧光中心可被 Hg 2+选择性猝灭，而 420 nm 的荧光发射中心保持不变，这可用于自校准。在白天用肉眼可观察到 SACNDs-FITC 从黄色变为无色的颜色变化，而在紫外光下从绿色变为蓝色的颜色变化，这表明其可用于 Hg 2+的实时检测。开发了一种结合智能手机自动色相（RGB 和 HSV）读数的新方法，用于 Hg 2+分析。此外，SACNDs-FITC 可作为 Hg 2+的有效吸附剂，其吸附容量为 19.24 mg/g。机理研究表明，后改性策略是成功的，-NCSN-基团在检测和吸附 Hg 2+中起着至关重要的作用。最重要的是，使用该分析平台对芹菜和大苹果中的 Hg 2+进行了多模态分析。

Zhang, E.; Li, A.; Zhang, G.; Lu, W.; Zhang, Q.; Chen, L.; Jiang, L.; Ju, P.; Qu, F. A Shikimic Acid Derived Carbon Dots (SACNDs-FITC) for Multi-Modal Detection and Removal of Hg2+: Probe Design, Sensing Performance, and Applications in Food Analysis. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy 2025, 331, 125765. https://doi.org/10.1016/j.saa.2025.125765.

2.1.2 Cr

Progressive waste-to-resource conversion: Synthesizing incense stick ash‑nickel ferrite composites for the pollutant abatement and targeted fluorescence detection of hexavalent chromium

利用香灰 (IStA) 分散镍铁氧体 (NF) 纳米粒子可以实现废物管理和废水处理。采用溶胶凝胶法，成功合成了不同 NF/IStA 比例的镍铁氧体-香灰 (NFA) 复合材料。利用各种结构、形态和光学表征对制备的样品进行了表征。场发射扫描电镜 (FE-SEM) 和高分辨透射电镜 (HR-TEM) 分析表明，NF 粒子尺寸减小，有效表面积增加。这个增大的表面积促进了对番红花-O (SO) 和紫红色明黄 (RBY) 染料的光芬顿脱除。NFA 13 在 5 分钟内分别光降解了 92% 和 93% 的 SO 和 RBY。自由基猝灭研究揭示了光催化降解反应机理。NFA 13 样品还被用作荧光探针，用于检测水环境中的痕量 Cr (VI) 离子，在 0–120 μM 的线性范围内，检测限 (LOD) 为 4.5 μM。此项研究提出了一种利用生物废弃物作为基质合成多功能框架新方法，以检测并去除水溶液中的有害污染物。

Nitansh; Garg, T.; Komal; Kaur, S.; Kumar, V.; Tikoo, K.; Singhal, S. Progressive Waste-to-Resource Conversion: Synthesizing Incense Stick Ash‑nickel Ferrite Composites for the Pollutant Abatement and Targeted Fluorescence Detection of Hexavalent Chromium. Journal of Water Process Engineering 2025, 70, 107038. https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2025.107038.

2.1.3 Fe

Boerhaavia diffusa derived carbon quantum dots: A fluorescence turnoff sensor for ferric ion detection in aqueous solution

本研究使用一锅水热合成的方法，利用青葙生成出具有亮发光特性的碳量子点（CQD），并将其作为金属离子传感平台。利用各种光谱和电镜技术对所得 CQD 的结构、形状和发光特性进行了表征。傅里叶变换红外光谱 (FTIR) 表明 CQD 表面含有丰富的碳、氮和氧元素。透射电子显微镜 (TEM) 表明，所制备 CQD 的粒径约为 5 nm。所制备 CQD 的高量子产率为 21.2%，激发波长为 380 nm。合成的 CQD 在检测水溶液中的 Fe 3+ 离子方面表现出卓越的传感潜力，检测限为 0.741 µM。因此，本研究为生产可满足环境水分析领域众多应用需求的高品质植物基发光 CQD 传感器创造了新的途径，为可持续发展的未来创造了范式转变。

Jose, J.; Mohanraj, R. Boerhaavia Diffusa Derived Carbon Quantum Dots: A Fluorescence Turnoff Sensor for Ferric Ion Detection in Aqueous Solution. Inorganic Chemistry Communications 2025, 174, 113973. https://doi.org/10.1016/j.inoche.2025.113973.

2.2 小分子检测

2.2.1 四环素

Rapid determination of tetracycline utilizing a ratiometric fluorescence with Co-doped carbon quantum dots

本研究以柠檬酸、氯化锆和乙二胺为前驱体，通过水热法成功合成了高性能蓝色发射碳点（ZrN-CDs）。得到的 ZrN-CD 具有与激发无关的发射特性，以及良好的水溶性、耐盐性和耐光漂白性。荧光共振能量转移（FRET）机制可使 ZrN-CD 荧光被四环素（TC）选择性衰减。在这种效应的基础上，通过整合铕离子（Eu 3 +）开发出了一种双发射比率荧光传感器，其特点是具有反荧光信号响应，可通过自我校准提高检测精度。ZrN-CDs （F 440）的荧光发射行为显示出对 TCs 的选择性淬灭，而 Eu 3+ （F 615）的特征发射由于天线效应（AE）而显示出荧光增强。通过记录荧光强度比（F 615/F 440），可对常见的 TCs 抗生素（包括四环素（TET）和土霉素（OTC））进行定量。TET 和 OTC 的检出限（LOD）分别为 0.029 μM 和 0.016 μM。该方法成功应用于牛乳、山羊奶和骆驼奶中 TET 的检测，回收率在 83.65 % 至 106.60 % 之间，从而证实了传感器在实际应用中的可靠性和有效性。

Lu, X.; Gao, Q.; Xu, L.; Ren, Y.; Tong, F.; Wang, Y.; Wang, L.; Ge, N.; Ge, W. Rapid Determination of Tetracycline Utilizing a Ratiometric Fluorescence with Co-Doped Carbon Quantum Dots. Journal of Food Composition and Analysis 2025, 140, 107252. https://doi.org/10.1016/j.jfca.2025.107252.

2.2.2 Atrazine

A Schiff-base-modified Cu nanocluster with redox dual-catalytic sites and fluorescence sensing for the degradation and detection of atrazine

阿特拉津是一种广泛使用且污染严重的农药。在这项工作中，我们设计并合成了一种用于阿特拉津降解和荧光检测的多功能催化剂。这种催化剂由 Schiff 碱修饰的 Cu 簇组成。铜簇和希夫碱的结合使其成为一种具有氧化和还原双重作用的催化剂。席夫碱的加入还缩小了 Cu 簇的带隙，加速了氧化还原电子转移，使阿特拉津的降解率高达 98%。此外，Cu 簇的红色荧光和 Schiff 碱的绿色荧光使这种催化剂能够像传感器一样通过荧光颜色的变化来感知阿特拉津。阿特拉津的检测限低至 0.1 nM，视觉检测限为 10 nM。质谱和密度泛函理论验证了催化剂的催化和荧光传感机理。这种多功能催化剂在环境保护、健康和安全等领域具有巨大的应用潜力。

Wang, L.; Chen, Y. A Schiff-Base-Modified Cu Nanocluster with Redox Dual-Catalytic Sites and Fluorescence Sensing for the Degradation and Detection of Atrazine. Mater. Horiz. 2025, 10.1039.D4MH01546K. https://doi.org/10.1039/D4MH01546K.

2.2.3 钆基造影剂

Gold Nanoparticle-Enabled Fluorescence Sensing of Gadolinium-Based Contrast Agents in Urine

钆基造影剂（GBCA）常用于磁共振成像（MRI）。人们对钆在体内的滞留及其潜在毒性的担忧，凸显了对检测方法的需求，以监测核磁共振成像术后钆在尿液中的排泄情况。本研究提出了一种荧光增强检测法，利用金纳米粒子（AuNPs）与螯合剂[3,4,3-LI (1,2-HOPO)]和铕的功能化作用来检测尿液中的 GBCAs。螯合剂与钆的结合亲和力比与铕的结合亲和力高，这就是这种竞争分析法的分析原理。AuNPs 可通过近场增强和等离子热点放大铕荧光，从而提高检测灵敏度。在合成和真实患者尿液样本中，对两种临床 GBCA（即钆喷酸和钆二胺）的检测性能进行了验证。通过调整纳米传感器的浓度，可以调整动态范围和检测限，以覆盖临床浓度范围。重要的是，该检测方法无需消化样品，其准确性高于金标准技术质谱法（平均定量误差分别为 3.6% 和 11.8%）。综上所述，该方法为核磁共振成像后尿液中钆的定量提供了一种灵敏且适应性强的方法，可提高 GBCA 监测能力并改善患者安全。

Shafabakhsh, R.; Zhang, R.; Thoröe-Boveleth, S.; Moosavifar, M.; Abergel, R. J.; Kiessling, F.; Lammers, T.; Pallares, R. M. Gold Nanoparticle-Enabled Fluorescence Sensing of Gadolinium-Based Contrast Agents in Urine. ACS Appl. Nano Mater. 2025, 8 (4), 2013–2021. https://doi.org/10.1021/acsanm.4c06612.

2.2.4 马拉硫磷

A Novel Aggregation-Induced Emission-Based Electrochemiluminescence Aptamer Sensor Utilizing Red-Emissive Sulfur Quantum Dots for Rapid and Sensitive Malathion Detection

针对环境和农产品中农药残留物快速、高效、低成本检测方法在评估环境潜在风险和保障人体健康方面显得尤为重要。本研究基于红光硫量子点构建了新型聚集诱导发光电化学适体传感器，旨在实现对马拉硫磷的快速筛选和定量检测。通过两步氧化法制备了电化学发光性质良好的硫量子点，并将其修饰于电极表面，作为电化学发光发光团。随后，引入了适体并与互补链（cDNA）修饰形成双螺旋结构。由于生物大分子电导率差、电子转移效率低，电化学发光信号会得到降低。当加入目标马拉硫磷后，双螺旋结构被解开，马拉硫磷适体从电极表面脱落，电化学发光信号得到恢复。该传感器的线性检测范围为 1.0 × 10−13–1.0 × 10−8 mol·L−1，检测限为 0.219 fM。本传感器的成功研制不仅拓展了硫量子点的电化学发光光学性能，也拓宽了硫量子点在电化学传感中的应用。

Wu, Y.; Ma, D.; Zhu, X.; Xia, F. A Novel Aggregation-Induced Emission-Based Electrochemiluminescence Aptamer Sensor Utilizing Red-Emissive Sulfur Quantum Dots for Rapid and Sensitive Malathion Detection. Biosensors 2025, 15 (1), 64. https://doi.org/10.3390/bios15010064.

2.2.5 氯霉素

Aptamer-based fluorescence biosensor for rapid detection of chloramphenicol based on pyrene excimer switch

氯霉素是一种广泛用于治疗动物和人类细菌感染的抗生素。然而，氯霉素在食品和环境中的积累给人类健康带来了严重的风险。因此，在环境监测和食品安全中对氯霉素进行灵敏和选择性检测非常重要。在各种分析方法中，基于适体的生物传感器在氯霉素检测方面显示出巨大的潜力。在这里，我们开发了一种基于适体的生物传感器，通过利用一种新选择的具有高亲和力的短 DNA 适体，通过芘激基开关实现快速荧光检测 CAP。该适体在两端标记有芘分子。CAP 与适体探针的结合导致两个芘分子彼此靠近并形成芘激基，从而诱导芘激基的荧光信号增加。通过测量具有双芘标记的适体探针的荧光信号变化来实现 CAP 检测。在优化条件下，开发的适体生物传感器对 CAP 的检出限为 24.4 nmol/L。基于适体的荧光传感器可以对稀释的自来水和湖泊水中的 CAP 进行定量，显示出在真实样品中传感 CAP 的应用潜力。

Zhang, J.; Zhao, Q. Aptamer-Based Fluorescence Biosensor for Rapid Detection of Chloramphenicol Based on Pyrene Excimer Switch. Anal Bioanal Chem 2025. https://doi.org/10.1007/s00216-025-05733-2.

2.3 大分子检测

2.3.1 碳酸酐酶

High and unique carbonic anhydrase activity of Photosystem II from Pisum sativum: Measurements by a new and very sensitive fluorescence method

这篇文章介绍了豌豆（Pisum sativum）光系统 II（PSII）中碳酸酐酶（CA）活性的测量方法。研究人员使用一种新的荧光方法，利用 8-羟基-芘-1,3,6-三磺酸（pyranine）作为 pH 指示剂，发现 PSII 中的 CA 活性非常高，接近于高度活跃的 CA。该方法比以前使用的其他方法至少高出十倍，并且在 pH 5.0 到 7.5 的范围内表现出最佳效果。

研究表明，PSII 中的 CA 活性与光合作用的氧气演化直接相关，可能加速了水氧化过程中 H⁺的去除。该方法还显示出 PSII 对某些已知的 CA 抑制剂的低敏感性，以及与其他已知 CA 不同的 HCO₃⁻脱水的 pH 曲线。

总的来说，这项研究提出了一种敏感、准确且简单的方法来测量 PSII 中的 HCO₃⁻脱水活性，并展示了 PSII 中高 CA 活性的独特性质。

Shitov, A. V.; Terentyev, V. V.; Govindjee, G. High and Unique Carbonic Anhydrase Activity of Photosystem II from Pisum Sativum: Measurements by a New and Very Sensitive Fluorescence Method#. Plant Physiology and Biochemistry 2025, 109516. https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2025.109516.

2.4 多重检测

2.4.1 Arsenic and Mercury

A Vacuum Ultraviolet (UV) Photoreactor-Based Flow Droplet Digestion for Determination of Arsenic and Mercury in Blood by Atomic Fluorescence Spectrometry

在使用原子光谱法进行元素分析之前，对有限数量的样品进行高通量消解仍具有挑战性。在此，我们利用一个由插入低压汞灯的石英管组成的光化学反应器，制造了一种用于高通量消化少量样品的流动液滴光消化（FD-PD）装置。含有 20 μL 血液样本、20 μL H 2 O 2 和 10 μL HNO 3 的混合物被泵送并通过反应器，然后通过氢化物发生原子荧光光谱法（HG-AFS）进行在线分析。与传统的紫外线（UV）光化学反应器相比，所开发的光化学反应器的氧化能力更强，因为汞灯发出的 200 纳米以下的真空紫外线直接照射样品，透光率高，可在 2 分钟内完成消解。与传统消解方法相比，该方法具有样品处理量高（57 pcs h-1）、样品、矿物质酸和氧化剂消耗量低、消解时间短等独特优势，为儿童进行无痛血液分析提供了便利。砷和汞的检出限（LOD）分别为 0.25 和 0.15 μg L-1，精确度（相对标准偏差（RSD），n = 11，2.0 μg L-1）优于 4%。FD-PD-HG-AFS 的实用性已通过检测一种血液和两种尿液标准物质以及几种儿童血液样本中的砷和汞得到证实，回收率令人满意（93%-109%）。

Yang, X.; Yang, J.; Su, Y.; Deng, Y.; Wen, X.; Zheng, C. A Vacuum Ultraviolet (UV) Photoreactor-Based Flow Droplet Digestion for Determination of Arsenic and Mercury in Blood by Atomic Fluorescence Spectrometry. Anal. Chem. 2025, 97 (4), 1977–1982. https://doi.org/10.1021/acs.analchem.4c05740.

3 成像型荧光材料

3.1 检测物成像

3.1.1 甲醛

A novel fluorescent probe for based on carbazole for detection formaldehyde and its imaging in live cells applications

本研究开发了一种新型基于咔唑的荧光探针 (CBFP)，利用分子内电荷转移 (ICT) 效应作为其荧光机制。实验结果表明，该探针可以有效检测甲醛 (FA)。CBFP 在溶液中检测 FA 具有高灵敏度（检测限 = 42.7 µM）和高选择性。此外，该探针具有较强的 pH 稳定性和抗干扰性，非常适合在复杂环境中使用。此外，探针 CBFP 已成功用于 HeLa 细胞中检测 FA。

Shao, J.; Huang, H.; Liu, X.; Lan, X.; Ren, S.; Liu, W. A Novel Fluorescent Probe for Based on Carbazole for Detection Formaldehyde and Its Imaging in Live Cells Applications. Microchemical Journal 2025, 209, 112824. https://doi.org/10.1016/j.microc.2025.112824.

3.1.2 HClO

A highly sensitive and fast-response fluorescence nanoprobe for in vivo imaging of hypochlorous acid

这篇文章介绍了一种高灵敏度和快速响应的荧光纳米探针（Si-FL），用于体内成像次氯酸（HClO）。研究人员通过在荧光素结构中引入螺内酰胺单元，合成了荧光素肼，并将其共价嫁接到二氧化硅纳米颗粒表面。该探针具有高密度的荧光团和羟基，可以通过弱超分子相互作用富集低浓度的 HClO，从而加速 HClO 与识别位点之间的反应。与其他分子探针相比，Si-FL 表现出更快的响应速度（20 秒内）和更低的检测限（72 nM），并且具有优异的生物相容性和水溶性。该探针成功应用于活细胞、斑马鱼和植物中的 HClO 检测，显著提高了荧光成像的稳定性。

Xu, Q.; Jiao, C.; Liu, X.; Yang, Y.; Ren, J.; Wang, P.; Pan, X.; Wu, Y.; Yan, Z.; Zeng, J. A Highly Sensitive and Fast-Response Fluorescence Nanoprobe for in Vivo Imaging of Hypochlorous Acid. Journal of Hazardous Materials 2025, 137282. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2025.137282.

3.2 细胞成像

3.2.1 线粒体核酸

Near-infrared fluorescent probes based on naphthyridine derivatives for mitochondrial nucleic acid imaging

目前大多数核酸响应性荧光探针为增强型短波发射波段，因此开发新型近红外荧光开响应核酸荧光探针具有重要意义。本研究以萘啶盐为原料，与相应醛反应合成了三种阳离子荧光染料 1 a-1 c。这些探针表现出优异的光稳定性，5 小时辐照后吸收率仍能保持 95% 以上。值得注意的是，探针 1 a-1 c 对 DNA 和 RNA 表现出关-开的荧光响应。最大发射波长可达近红外区域（661-762 nm），与 DNA/RNA 结合后具有较大的斯托克斯位移（153-222 nm）。探针 1 b 与 DNA 和 RNA 相互作用后，荧光强度分别增强了 143 倍和 127 倍。共染色和核酸消化实验表明，探针 1 a-1 c 能靶向固定细胞的线粒体，且细胞毒性低。这些发现可能有助于线粒体疾病相关基因突变的早期筛查。

Ma, H.; Ni, W.-P.; Lin, Q.; Sun, R.; Ge, J.-F. Near-Infrared Fluorescent Probes Based on Naphthyridine Derivatives for Mitochondrial Nucleic Acid Imaging. Analyst 2025, 150 (4), 642–649. https://doi.org/10.1039/D4AN01450B.

3.3 组织/器官成像

3.3.1 肝癌组织

Fibroblast activation protein peptide-targeted NIR-I/II fluorescence imaging for stable and functional detection of hepatocellular carcinoma

皮下 HCC 模型的体内成像显示，ICG-FAP-TATA 能特异性地靶向基质中的 FAP+ CAFs，并能检测到病变内 CAFs 负荷的差异。荧光强度/肿瘤与背景比率（TBR）与 FAP 表达呈正相关（R 2 > 0.8，p < 0.05）。用 ICG-FAP-TATA 对肿瘤组织进行体内外孵育，可对皮下和正位 HCC 模型中的肿瘤进行稳定的荧光成像，包括不同的细胞系共培养系统（LM 3-luc、MHCC 97 H-luc、HepG 2-luc + LX 2）和不同的肝脏背景（健康/纤维化）（每组 n = 5）。肿瘤小鼠模型的近红外-II 成像 TBR 高于近红外-I 成像（3.89 ± 1.27 vs. 2.64 ± 0.64，p < 0.05）。此外，用 ICG-FAP-TATA 对 7 名接受手术的 HCC 患者的新鲜组织进行 NIR-I/II 成像，可直观地显示 CAFs 的空间分布异质性。靶向荧光在血流方向和肿瘤边缘相对富集，而这两个方向都与肿瘤转移有关（均 p < 0.05）。

Lin, E.; Song, M.; Wang, B.; Shi, X.; Zhao, J.; Fu, L.; Bai, Z.; Zou, B.; Zeng, G.; Zhuo, W.; Li, P.; Cai, C.; Cheng, Z.; Hu, Z.; Li, J. Fibroblast Activation Protein Peptide-Targeted NIR-I/II Fluorescence Imaging for Stable and Functional Detection of Hepatocellular Carcinoma. Eur J Nucl Med Mol Imaging 2025. https://doi.org/10.1007/s00259-025-07093-6.

4 应用型荧光材料

4.1 成分分析

4.1.1 蛋白分析

Characterization of the anisotropy in proteinaceous semi-solid food matrices through polarized fluorescence spectroscopy

本研究探讨了荧光各向异性 (FA) 作为一项技术评估（半）固体食品样品复杂结构的可能性和局限性。感官和消费者偏好很大程度上取决于食品质地和结构各向异性，这给食品工业带来了严峻挑战，例如在开发植物性替代品时。植物性食品的配方旨在模仿众所周知的动物产品的色泽、风味和纤维质地。特别是，各向异性是固体食品的一种性质，很难控制和量化。各向异性是方向相关的。加工过的食品基质通常表现出复杂的微观到宏观结构特性，其各向异性特征各不相同。FA 代表了一种推定的分析工具来表征甚至量化各向异性，但到目前为止，研究提供了模棱两可的结果。本研究介绍了一个使用荧光素（一种经典的荧光染料）测量 FA 的系统协议，然后使用色氨酸和 BSA 溶液对各向异性进行定量比较。此外，还分析了由豌豆分离蛋白和浓缩乳清蛋白制成的水分含量高的挤出产物。此外，量化了一种工业相关的食品（即马苏里拉奶酪）的各向异性，并将其与凝乳干酪进行比较。如预期的那样，结果表明，从色氨酸荧光信号量化的凝乳干酪具有比马苏里拉干酪通过拉伸成形工艺生产的 FA 更低。本文旨在阐明半固体食品基质中基于荧光的各向异性量化的复杂性，并指出阻碍其更广泛应用的挑战。

Patel, H.; Barnés-Calle, C.; Rinnan, Å.; Engelsen, S. B.; Van Den Berg, F. W. J. Characterization of the Anisotropy in Proteinaceous Semi-Solid Food Matrices through Polarized Fluorescence Spectroscopy. Journal of Food Composition and Analysis 2025, 140, 107237. https://doi.org/10.1016/j.jfca.2025.107237.

4.2 光电显示

4.2.1 OLED

Multiple Donor Modification of Boron-Based Emitters to Produce Aggregation-Induced Emission and Thermally Activated Delayed Fluorescence for Blue OLEDs

本文介绍了两种新型的多给体发光剂，即 1,1,4,4,12,12,15,15-八甲基-1,2,3,4,12,13,14,15-八氢-6,10-二氧杂-16 b-硼蒽并[3,2,1-de]四苯并含氮杂蒽（CyDOBNA）。在 3 TPA-CyDOBNA 中，三个富电子的三苯胺 (TPA) 单元定位在 CyDOBNA 的中心苯环上，以最大程度地扭曲受体平面。这种修饰将单线态-三线态能隙 (ΔEST) 降低了 0.16 eV，突出了其热激活延迟荧光 (TADF) 特性。然而，发现中心苯底部拥挤的 TPA 供体促进了三线态的非辐射衰变，表明仅 ΔEST 不足以实现最佳的器件性能。进一步改进产生了 Ph 2 TPA-CyDOBNA，其中两个 TPA 供体和一个苯基并排放置，以尽量减少非辐射路径，同时保留 TADF 行为。这导致了 2.30 × 105 s-1 的反向系间窜越率和 0.15 eV 的 ΔEST。光物理研究表明，这些发光体不仅表现出 TADF，还表现出聚集诱导发射特性，即使在固态下也能保持较高的光致发光量子产率 (PLQY)。在掺杂的 OLED 器件中，3 TPA-CyDOBNA 的外部量子效率 (EQE) 达到 18.9%。与 3 TPA-CyDOBNA 相比，Ph 2 TPA-CyDOBNA 的 EQE 提高了 21.1%，这主要归因于抑制了三个 TPA 供体的过度的柔性。

Devulapally, M. G.; Jeong, Y.; Lee, J. H.; Kwon, M. J.; Kang, S.; Kim, T.; Hong, W. P. Multiple Donor Modification of Boron‐Based Emitters to Produce Aggregation‐Induced Emission and Thermally Activated Delayed Fluorescence for Blue OLEDs. Advanced Optical Materials 2025, 2402875. https://doi.org/10.1002/adom.202402875.

Hyperconjugation Engineering of π-Extended Azaphosphinines for Designing Tunable Thermally Activated Delayed Fluorescence Emitters

在有机π共轭分子（OCMS）中植入杂原子为微调化学结构和光电特性提供了一个绝佳的机会。这项研究描述了具有扩展σ-π超共轭的 1,4-氮杂膦新家族。光物理研究发现，氮杂膦类化合物具有窄带热激活延迟荧光（TADF）（半最大全宽：26-40 nm）。根据轨道定位分析和天然键轨道分析，认为有效的σ*-π超共轭诱导了多共振（MR）TADF，这与 BN 体系中 p-π 共轭诱导的 MR-TADF 不同。虽然具有较大的 ΔES 1-T 1 s（>3.0 ev），但研究表明，σ-π 超共轭赋予了该体系有利于自旋振动辅助 RISC 的结构振动。叠氮膦具有可调的 p-中心（lp、O、S、Se 和 Me+），显示出微调的 TADF。一般来说，具有强σ*-π*超共轭作用的氮杂环膦表现出较小的ΔES 1-T 1 s、高效的 RISC 和较高的 PLQY。利用高效的超共轭，该系统的 TADF 发射范围从紫外蓝光到绿色。特别是，扩展的偶氮膦表现出很高的光致发光量子产率（在甲苯中为 74%，在掺杂 10% 的 PMMA 中为 92%）。作为概念验证，两种以 PO 为中心的氮杂膦被用作有机发光二极管的发光材料。这些器件可发出窄带紫外光和深蓝色光，EQE 高达 10.3%。目前的研究为我们提供了一种新策略，即σ-π超共轭诱导的 MR-TADF，用于设计具有可调发光特性的 OCM。

Liu, Z.; Meng, L.; Jiang, Y.; Li, C.; Gu, H.; Zhao, K.; Zhang, J.; Meng, H.; Ren, Y. Hyperconjugation Engineering of π-Extended Azaphosphinines for Designing Tunable Thermally Activated Delayed Fluorescence Emitters. J. Am. Chem. Soc. 2025, 147 (4), 3650–3661. https://doi.org/10.1021/jacs.4c15651.

4.2.2 圆偏振光

Axially chiral biphenoxazine-based multi-resonance thermally activated delayed fluorescence materials for circularly polarized electroluminescence

这篇文章介绍了轴向手性联苯噁嗪基多共振热激活延迟荧光（CP-MR-TADF）材料在圆偏振电致发光（CPEL）中的应用。研究人员设计并合成了三对基于联苯噁嗪单元和硼/氮骨架的 CP-MR-TADF 分子。这些发光体显示出蓝色发射峰，具有窄的半高宽（FWHM）值和高达 96%的光致发光量子产率（PLQY）。基于这些发光体的圆偏振有机发光二极管（CP-OLED）表现出高达 26.3%的外量子效率（EQE）和对称的 CPEL 光谱。

Gong, M.; Guo, X.; Yuan, L.; Jiang, H.; Zeng, G.; Zheng, W.-H.; Zheng, Y.-X. Axially Chiral Biphenoxazine-Based Multi-Resonance Thermally Activated Delayed Fluorescence Materials for Circularly Polarized Electroluminescence. Chemical Engineering Journal 2025, 505, 159719. https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.159719.

5 诊疗型荧光材料

5.1 细菌感染

5.1.1 抗菌

Construction of natural AIEgens-embedded chitosan network coatings with synergistic antibacterial effects

植入物相关感染 (IAI) 是植入物手术的一个严重并发症，为了治疗这些感染，过度和滥用抗生素会导致产生耐药菌。为了解决这个问题，研制非抗生素抗菌涂层用于生物材料变得非常重要。近年来，利用聚集诱导发光分子 (AIEgen) 进行抗菌光动力治疗 (APDT) 越发受到关注。然而，使用 AIEgen 对生物材料进行表面修饰以抵抗细菌感染的报道却寥寥无几。在这项工作中，一种天然 AIEgen，小檗碱 (BBR)，被封装到植酸 (PA) 和羧甲基壳聚糖 (CMCS) 的聚合物网络中。所得的 PA-CMCS-BBR (PA-CB) 聚集体能以与基底无关的方式方便地沉积在固体材料上。此外，PA-CB 涂层可以控制释放具有抗炎作用的 BBR。经过白光照射后，PA-CB 修饰的表面表现出良好的生物相容性和协同抗菌作用。这些发现有望为生物医学应用中先进的抗菌涂层的开发做出贡献。

Li, W.; Xiang, L.; Liu, Y.; Sathishkumar, G.; He, X.; Wu, H.; Xiang, Y.; Xu, K.; Rao, X.; Kang, E.-T.; Xu, L. Construction of Natural AIEgens-Embedded Chitosan Network Coatings with Synergistic Antibacterial Effects. Surface and Coatings Technology 2025, 498, 131814. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2025.131814.

5.2 疾病诊断

5.2.1 动脉粥样硬化

Detecting mitochondrial hypochlorous acid and viscosity in atherosclerosis models via NIR fluorescent probes

早期动脉粥样硬化（AS）荧光成像评估对于推进早期诊断研究至关重要。 异常炎症生物标志物，包括次氯酸（HClO）和线粒体粘度，与 AS 的发病机制密切相关。然而，当前的荧光探针主要依赖于针对单一生物标志物的单峰成像，且缺乏线粒体特异性，这可能因复杂的细胞内环境导致潜在的错误信号读数。在此，我们报道了三种荧光探针（M-1、M-2 和 M-3）的开发，旨在同时检测和成像线粒体 HClO 和粘度。光谱分析表明，这些探针对 HClO 和粘度具有高特异性，在亚纳摩尔水平上具有出色的灵敏度，并在 2 分钟内快速响应。其中，M-2 在荧光发射（延伸至近红外区域）和灵敏度（低至 0.072 nM）方面表现出最好的性能，并被选中进行生物学评估。当应用于活细胞时，探针 M-2 表现出在线粒体内高度优先积累和双峰关闭-开启荧光响应，从而可以使用双通道显微镜评估线粒体 HClO 和粘度水平。借助此探针，我们有效监测了早期 AS 小鼠中异常的 HClO 和粘度水平，为早期 AS 诊断提供了一种高度灵敏且精确的工具。

Cheng, Q.; Sun, J.; Wang, B.; Ding, A.; Sun, W.; Yang, F.; Zhang, J. Detecting Mitochondrial Hypochlorous Acid and Viscosity in Atherosclerosis Models via NIR Fluorescent Probes. Bioorganic Chemistry 2025, 156, 108191. https://doi.org/10.1016/j.bioorg.2025.108191.

5.3 疾病治疗

5.3.1 手术导航

A meta-analysis of the value of indocyanine green fluorescence imaging in guiding surgical resection of primary and metastatic liver cancer

这篇文章通过荧光成像技术在肝癌手术中的应用进行了荟萃分析。研究表明，吲哚菁绿（ICG）荧光成像显著减少了术中失血量、输血率、住院时间和总体并发症率。然而，在手术时间和转移性肝癌的亚组分析中没有显著差异。尽管ICG荧光成像在肝癌切除术中显示出良好的效果，但其在转移性肝癌手术中的有效性仍需通过更大规模、严格的前瞻性随机对照试验进一步验证

Xiong, D.; Li, J.; Li, L.; Xu, F.; Hu, T.; Zhu, H.; Xu, X.; Sun, Y.; Yuan, S. A Meta-Analysis of the Value of Indocyanine Green Fluorescence Imaging in Guiding Surgical Resection of Primary and Metastatic Liver Cancer. Photodiagnosis and Photodynamic Therapy 2025, 104489. https://doi.org/10.1016/j.pdpdt.2025.104489.

5.3.2 光动力

Acceptor Elongation Boosted Intersystem Crossing Affords Efficient NIR Type-I and AIE-Active Photosensitizers for Targeting Ferroptosis-Based Cancer Therapy

本文报道了一种具有AIE发光行为、并能够产生 I 型活性氧（ROS）的光敏剂（PS），该光敏剂为实现无创精准治疗诊断提供了可能。然而，目前报道兼具AIE特征和产生 I 型 ROS 能力的AIE发光体（AIEgen）仍然较少，且其构效关系尚未阐明。为此，本文提出了一种创新的受体延长促进系间窜越（AEBIC）设计策略，实现 AIEgen 产生 I 型 ROS 的能力。结果表明，所获得的 AIEgen 表现出 I 型 ROS 和聚集增强 ROS 功效，该功效通过实验和理论结果均得到验证。机理研究表明，受体延长促进了双通道系间窜越通路，通过三重态构型的差异增强了系间窜越过程，且该过程可通过聚集得到进一步放大。生成的 I 型 AIE-PS 具有脂滴锚定的特点，并且可以通过破坏细胞的氧化还原稳态并增加脂质过氧化的致死水平来诱导铁死亡。最终，可实现靶向铁死亡的癌症治疗，具有良好的抗肿瘤效果。

Zhu, Y.; Zhang, R.; Cai, X.; Zhang, L.; Wu, B.; Tan, H.; Zhou, K.; Wang, H.; Liu, Y.; Luo, Y.; Kwok, R. T. K.; Lam, J. W. Y.; Zhao, Z.; Yao, C.; Tang, B. Z. Acceptor Elongation Boosted Intersystem Crossing Affords Efficient NIR Type‐I and AIE‐Active Photosensitizers for Targeting Ferroptosis‐Based Cancer Therapy. Adv Healthcare Materials 2025, 2404505. https://doi.org/10.1002/adhm.202404505.