Fluolab荧光爱好者周刊（第二十四期）
综述及机理
【近红外二区】 Chemical Communications
Design strategies and biomedical applications of organic NIR-IIb fluorophores
近红外 II 子通道（NIR-IIb，1500-1700 纳米）荧光成像（FLI）技术的引入彻底改变了探索体内复杂病理生理环境的能力。尽管具有变革潜力，但有机近红外 IIb 染料的开发遇到了相当大的困难，迄今为止开发出的此类荧光团数量有限。本综述系统介绍了按分子支架分类的有机近红外 IIb 荧光团的设计策略，主要包括氰基染料和 D-A-D 小分子染料。氰基染料的设计策略涉及现有近红外染料的再利用、共轭强化和聚集状态调节。对于 D-A-D 小分子染料，设计策略主要包括扩展共轭骨架、引入屏蔽单元以及受体/供体工程。我们进一步介绍了最近的生物医学应用，包括生物医学成像和成像引导治疗，最后阐明了近红外 IIb FLI 目前面临的挑战和前景。
【小分子识别】 ChemistrySelect
Development of Cyclic and Acyclic Fluorescent Chemosensors for Selective Detection of Ions and Biomolecules in Water
这篇综述文章重点介绍了设计用于通过非共价相互作用结合有毒金属离子、阴离子、小分子和生物大分子的荧光受体的最新进展。这些化学传感器具有高灵敏度和高选择性，可用于一系列应用，包括络合研究、对映选择性识别、可切换特性以及深入了解生物系统。这些开发改进了分析和生物医学领域中手性物质和材料的检测、分离和识别。
【柔性机械光学传感器】Journal of Materials Chemistry C
Flexible mechano-optical sensors from mechanoluminescence to mechanoplasmonics: designs, applications, and prospects
柔性机械光学传感器（FMOS）通过监测光学响应的变化来实现对机械刺激的定量传感，由于加入了聚合物基质/基底，它们具有高柔性、弹性和生物兼容性。这种无线和可视化传感能力为原位和体内应用提供了潜力。在本综述中，我们将深入探讨两类 FMOS 的机制和发展："主动式 "机械发光（ML）和 "被动式 "机械质子学（MP）。重点是如何将 ML 颗粒和聚合物以各种配置（如散装、层状和编织混合系统）结合在一起，从而产生稳健、多功能和混合光学/电学特性，探索它们在工程、信息和可穿戴/可植入应用中的潜力。此外，还总结了在机械和各种环境刺激下 ML 强度和发射颜色的可调性，从而对多功能 MP 纳米结构进行了讨论。通过复杂的人工设计，MP 纳米结构有望实现小规模传感以及对光谱波长和强度的高级别控制。最后，基于当前对 ML 和 MP 的研究，提出了将这两种技术结合起来以推动 FMOS 领域发展的挑战和前景。
检测型荧光材料
【Cu2+】International Journal of Biological Macromolecules
Preparation of carboxymethyl chitosan-Tb3+ (CMCh-Tb3+) fluorescent probe: For high-sensitivity Cu2+ detection and mechanism study
羧甲基壳聚糖（CMCh）是一种具有生物降解性的天然多糖衍生物，富含活性氨基和羧基。它可以作为配体与稀土离子配位，将吸收的能量转移到中心离子上，使其发光敏化。本文将 CMCh 溶液与 Tb3+ 混合，制备出固体荧光探针 CMCh-Tb 3+。通过 SEM、IR 和 XPS 对 CMCh-Tb3+的形貌、结构和性质进行了表征和分析，并确定了 CMCh-Tb3+的化学结构。CMCh-Tb3+作为一种检测 Cu2+ 的高灵敏度荧光传感器，其检测限（LOD）为 27.14 nmol/L。通过利用荧光光谱、紫外吸收光谱和荧光寿命进行表征，我们进一步探索了 Cu2+ 荧光淬灭的机制，发现这一过程主要是通过动态淬灭实现的。此外，我们还发现谷胱甘肽（GSH）能与 Cu2+ 形成强配位，从而抑制 Cu2+ 对 CMCh-Tb3+发射强度的淬灭作用，恢复其发光特性。这一发现表明，CMCh-Tb3+不仅可以作为检测 Cu 2+ 的荧光传感器，而且还是一种可逆荧光传感器，从而大大提高了其在实际应用中的性能。
【Mg 2+】Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy
A corrole-based derivative as an ultra-fast response and high selective fluorescent probe for Mg2+ and its application
一种带有 8-羟基喹啉分子的新珊瑚虫衍生物被标记为 8-HQ-Corrole，在各种干扰物存在的情况下可作为 Mg 2+ 的高效荧光探针。这种探针 8-HQ-Corrole 对 Mg 2+ 的反应速度极快（2 秒），检测限（33 nM）极高，荧光增强效果显著，荧光光谱从 667 纳米蓝移到 653 纳米。质谱和约伯图分析表明，荧光响应增强是由于 Mg 2+ 与 8-HQ-Corrole 之间形成了 1:2 的喹啉氮原子和氧原子的计量复合物。此外，还在水和活体 Hela 细胞中证明了 8-HQ-Corrole 在环境和生物方面的应用能力。
【CT-DNA】International Journal of Biological Macromolecules
Unraveling the mechanisms underlying the fluorescent probe detection of microcystin-LR and its binding with CT-DNA
由于微囊藻毒素-亮氨酸精氨酸（MC-LR）等藻类毒素，蓝藻藻华令人担忧。尽管在检测 MC-LR 和了解其毒性作用（包括小牛胸腺 DNA（CT-DNA）损伤）方面取得了进展，但人们对荧光探针检测 MC-LR 及其与 CT-DNA 结合的机制仍知之甚少。在这项研究中，我们设计了三种用于检测 MC-LR 的荧光探针。探针 1 具有酸性识别位点，虽然有效，但会受到溶液 pH 值的影响。探针 2 具有苯环结构，无论 pH 值如何，都能进行稳定的检测。探针 3 结合了长链和苯环结构，性能最佳。这表明，结合这些结构有利于 MC-LR 探针的设计。利用探针 3，我们观察到 MC-LR 与 CT-DNA 之间存在很强的相互作用。紫外吸收光谱、圆二色光谱（CD）和分子对接技术首次证明 MC-LR 通过插层作用与 CT-DNA 结合，结合饱和值为 8.33，对 CT-DNA 结构产生显著影响。这项研究为设计用于 MC-LR 检测的荧光探针介绍了一种新策略，同时也对 MC-LR 与 CT-DNA 之间的相互作用有了新的认识。
【肼】ChemistrySelect
A Novel Halogen-Illumined Hydrazine Fluorescent Probe
我们首次将邻近基团参与策略应用于肼荧光探针的设计与合成。该探针具有良好的选择性和抗干扰能力。肼的检测限分别为 0.027 µM（探针 A）和 0.054 µM（探针 A）。1 H NMR、13 C NMR 和傅立叶变换红外光谱证实了其传感机制。理论计算证明，环氧乙烷中间体大大降低了识别过程的活化能垒。
【PA】Chemosensors
A Phenyl-Modified Aggregation-Induced Phosphorescent Emission-Active Cationic Ru(II) Complex for Detecting Picric Acid in Aqueous Media
我们合成了以 5-苯基-2,2′-联吡啶为配体的阳离子 Ru (II) 复合物 Ru 1，并对其进行了全面表征。Ru 1 在 THF/H 2 O 中具有显著的聚集诱导磷光发射（AIPE）活性。Ru 1 的 AIPE 特性已被成功用于检测水介质中的苦味酸（PA）。Ru 1 对 PA 具有灵敏的发光淬灭响应，淬灭常数高（KSV = 2.5 × 104 M-1），检测限低（LOD = 91 nM）。此外，Ru 1 对检测不同普通水样中的 PA 具有高灵敏度和高选择性。在 Ru 1 样品中加入 PA 后，Ru 1 的紫外可见吸收光谱和发光寿命发生了明显变化，表明淬灭过程是动态淬灭和静态淬灭相结合的过程。密度泛函理论计算表明，PA 的检测机制是光诱导电子转移。
【半胱氨酸】Journal of Molecular Structure
A novel near-infrared fluorescent probe for detecting Cys levels in HeLa cells and zebrafish
近年来，半胱氨酸染料因其红光发射和低检测限的特点，作为生物探针得到了广泛应用。半胱氨酸作为一种重要的内源性信号分子，介导着心血管功能、神经传递和抗炎等多种生理过程的调节。对 Cys 水平进行实时监测意义重大，因此合成了更多能够对 Cys 作出反应的荧光探针。然而，这些探针的发射波长较短（<600 nm），阻碍了它们在体内的进一步应用。因此，建立一种精确、准确的方法来检测生命系统中竞争性硫醇和氨基酸中的 Cys 至关重要。在此，我们设计并合成了一种新型近红外荧光探针 R-PC，将氯代硫代碳酸苯酯（PC）作为识别单元与荧光团-OH 基团 [R：3-（2,3,3-三甲基-3 H-吲哚-1-um-1-基）丙烷-1-磺酸盐（ID）、3-（2-甲基苯并[d]噻唑-3-um-3-基）丙烷-1-磺酸盐（BT）、1-乙基-2-甲基苯并[cd]吲哚-1-鎓（BID-2）是一个可形成半氰基荧光团的吸电子基团]。R-PC 在 Cys 诱导的硫代氯甲酸苯酯水解过程中显示出荧光。该探针具有多种优异特性，包括高效检测 Cys、745 纳米和 755 纳米红外发射、0.22 μM 和 0.20 μM 的低检测限、优异的水溶性、高灵敏度和强大的抗干扰性。R-PC 对 Cys 的比色反应可以方便地现场定量监测 Cys 的浓度。该探针不受 GSH 和 Hcy 的影响。此外，R-PC 还可用于观察 HeLa 细胞和斑马鱼体内的内源性和外源性 Cys，这表明它在研究生物系统中与 Cys 相关的生理和病理过程方面具有巨大的潜力。
【抗生素】Scientific Reports
Optical tuning of polymer functionalized zinc oxide quantum dots as a selective probe for the detection of antibiotics
过量使用抗生素会导致抗生素耐药性，从而阻碍微生物疾病的控制和治疗。因此，监测环境中的抗生素含量至关重要。在这项拟议的研究工作中，利用基于荧光氧化锌量子点（ZnO QDs）的纳米传感器，设计了一种光学纳米传感器，可以感知自来水等样品中超低浓度的抗生素。为此，使用改良的溶胶-凝胶技术合成了不同的聚合物（聚乙烯醇-PVA 和聚乙烯吡咯烷-PVP）封端荧光氧化锌量子点。它们被用作荧光探针来监测抗生素的存在。利用紫外-可见吸收和荧光光谱方法对合成的 QDs 进行了光学表征，并利用拉曼光谱和 X 射线衍射光谱分析了其结构特征。傅立叶变换红外光谱（FTIR）证实了封端的 QDs 的形成。在 ZETA 电位的帮助下，获得了合成 QDs 上的电荷。在对十种不同抗生素的检测中，环丙沙星和莫西沙星在 PVA-ZnO QDs 和 PVP-ZnO QDs 上显示出极佳的传感性和特异性，其 LOD 分别为 1.4 nM 和 0.8 nM，灵敏度分别为 36.17 单位/mM 和 19.33 单位/mM。这项研究还推断，通过用不同的聚合物包裹 ZnO QDs，可以调整 ZnO QDs 的特性和对不同抗生素的特异性。
【光气】Sensors
Benzo[1,2-b:6,5-b’]dithiophene-4,5-diamine: A New Fluorescent Probe for the High-Sensitivity and Real-Time Visual Monitoring of Phosgene
检测光气等剧毒化学品对于应对恐怖袭击和工业事故对人类健康和公共安全造成的严重威胁至关重要。然而，以低成本对光气进行及时、精确的监测仍然是一项重大挑战。这项研究首次报道了一种基于分子内电荷转移效应（ICT）的新型荧光系统，该系统通过整合苯并[1,2-b: 6,5-b']二噻吩-4,5-二胺（BDTA）探针，可在溶液和气相中高灵敏度地快速检测光气。在现有的检测方法中，这种荧光系统脱颖而出，因为它能在短短 30 秒内对光气做出反应，而且在溶液中的检测限低至 0.16 μM。此外，通过高分辨率质谱法（HRMS）和密度泛函理论（DFT）计算，感应机制得到了严格验证。因此，这种光气荧光探测系统可有效地用于实时、高灵敏度的传感，并可用作目视监测试纸，而无需特定的设备，这也将为其他有毒物质的荧光检测提供一种新策略。
【Cd2+】Industrial & Engineering Chemistry Research
l-Cysteine-Functionalized Boron-Doped Graphitic Carbon Nitride Quantum Dots: A Biocompatible Fluorescent Sensor for Cadmium Detection in Water
掺硼氮化石墨碳量子点（B-gC 3 N 4 QDs）是通过简单的热工艺合成的，并通过 EDC/NHS 偶联反应与 l-Cysteine (l-Cys) 功能化。所得到的 l-Cys/B-gC 3 N 4 QDs 具有 28% 的高量子产率、优异的水溶性、抗光漂白性和离子强度。这些量子点被用作检测水中痕量 Cd2+ 离子的荧光探针。它们对 Cd2+ 离子表现出荧光信号增强，这归因于螯合增强荧光（CHEF）机制。传感器检测 Cd2+ 离子的线性范围为 0.1-0.7 μM，检测限为 0.23 μM，结合常数为 9.83 × 105 M-1。细胞毒性分析表明，无论是单独还是在 Cd2+ 存在的情况下，l-Cys/B-gC 3 N 4 QDs 都不会造成 DNA 损伤或细胞膜破坏，这证实了它们的无毒性。此外，该传感器在实际水样中检测 Cd2+ 的准确度很高，回收率在 95% 至 106% 之间。这项研究成果为实时监测环境水源中的镉离子提供了一种可持续、生物兼容且经济高效的荧光探针。
【氨基酸】Journal of Fluorescence
Nitrogen@Carbon Quantum Dots for Fluorescence Detection of L-alanine, L-methionine and L-cysteine
采用微波水热法制备了氮@碳量子点（ N@CQDs ），并以聚乙烯吡咯烷酮（PVP）和三聚氰胺作为混合碳源和氮源。制备 N@CQDs 的微波反应条件为 170 ℃和 3 h。这种 N@CQDs 可用作检测氨基酸的荧光探针。 N@CQDs 可识别水溶液中的 L-丙氨酸，并同时识别二甲基亚砜（DMSO）溶液中的 L-蛋氨酸和 L-半胱氨酸。L-丙氨酸、L-蛋氨酸和 L-半胱氨酸的线性范围分别为 0-15 µM、2-50 µM 和 0-17 µM。它们的检测限（LOD）分别为 11.092 nM、7.8067 nM 和 0.67476 nM。与现有的检测方法相比，制备的 N@CQDs 具有灵敏度高、选择性强的优点。此外，其他氨基酸的共存对 L-丙氨酸、L-蛋氨酸和 L-半胱氨酸的检测干扰很小。对于所制备的 N@CQDs ，溶剂对氨基酸类型的识别和检测灵敏度有重要影响。
【Fe3+】Microchimica Acta
Eu3+-ion doped strontium molybdate perovskite quantum dots as a turn-off-on fluorescent sensor for simultaneous detection of hypoxanthine biomarker and Fe3+ ions
利用掺杂铕的钼酸锶包晶量子点（Eu3+: SMO PQDs）设计了一种荧光 "熄灭-开启 "纳米探针，用于次黄嘌呤（Hx）和 Fe3+的连续检测。 Eu3+: SMO PQDs 以 Sr(NO 3) 2、(NH 4) 6 Mo 7 O 24.4 H2O 和 Eu (OCOCH 3) 3 为前驱体，采用溶胶-凝胶法制备。在 Hx 的存在下，Eu3+: SMO PQDs 的绿色荧光被有效地减弱（熄灭），然后由于 Hx@Fe3 + 的竞争性形成，Eu3+: SMO PQDs 被释放出来，在引入 Fe3+ 后，绿色荧光逐渐恢复（开启）。此外，该荧光探针还具有优异的选择性和灵敏度。在优化的实验条件下，Hx 的线性范围和检测限分别为 0.25-25 μM 和 12.30 nM，Fe3+ 的线性范围和检测限分别为 0.025-50 μM 和 10.44 nM。此外，该荧光方法还成功地检测了血浆和尿液样本中的 Hx 和 Fe3+。
【生物硫醇】Analytical Chemistry
Lanthanide-Assisted Function Tailoring of the HOF-Based Logic Gate Sensor Array for Biothiol Detection and Disease Discrimination
镧系元素指纹传感器具有定向发射响应和低自发荧光干扰的特点，用于检测生物硫醇对癌症的早期诊断和治疗具有重要意义。在此，我们设计了镧系元素 "个性功能定制 "HOF 复合传感器阵列，通过 HOF 表面接近性激活各种发光分子（如 r-AuNCs/发光酚），从而实现对生物硫醇（GSH、Cys 和 Hcy）的特异性分辨。 Lumi-HOF@Ce 是催化邻苯二胺（OPD）氧化生成黄色荧光低聚物的多功能平台，同时伴有发光酚的荧光衰减。 HOF@Tb 可作为限制界面，聚集具有红色荧光的金纳米团簇（r-AuNCs），促进聚集诱导发光增强（AIEE）。随后，AuNCs 的荧光特性在不同程度上受到来自生物硫醇的 Au（I）-硫代酸酯基团的影响，从而增强了配体-金属电荷转移（LMCT）过程。此外， Lumi-HOF@Ce 具有类似氧化酶的特性，其催化活性可在不同程度上受到不同生物硫醇的抑制。在机器学习算法的帮助下，五通道荧光阵列展示了对生物硫醇指纹的卓越分辨能力。采用逻辑门策略，特征定制的镧系元素 HOF 传感器阵列在对临床肝癌样本和正常样本进行分类时，实现了近 100% 的灵敏识别准确率。目前的镧系元素功能定制策略提高了生物传感应用的适用性。
成像型荧光材料
【粘度】Bioorganic Chemistry
Application of a near-infrared viscosity-responsive fluorescent probe for lysosomal targeting in fatty liver mice
粘度是生物系统的基本特性，影响着细胞器的功能和分子扩散。粘度异常与代谢紊乱、神经变性和癌症等疾病有关。溶酶体是细胞降解和再循环的核心，对粘度变化非常敏感，粘度变化会破坏酶活性和细胞平衡。监测溶酶体粘度可提供有关溶酶体健康状况的重要信息，有助于发现各种疾病的潜在机制。认识到有效监测活细胞溶酶体粘度变化的必要性，我们开发了一种近红外（NIR）粘度响应荧光探针 VFLyso，专门设计用于溶酶体靶向。基于扭曲分子内电荷转移（TICT）机制，VFLyso 表现出强烈的近红外荧光、快速反应以及对粘度变化的显著荧光响应（F/F 0 = 65.5 倍），同时在生理条件下具有出色的选择性和稳定性。我们的研究表明，VFLyso 可以准确监测细胞培养物和动物模型（包括斑马鱼和小鼠脂肪肝模型）中溶酶体粘度的变化。这项工作不仅为溶酶体粘度的实时监测提供了一个强大的工具，还为了解粘度在疾病进展中的作用提供了宝贵的见解，为相关疾病的潜在诊断应用铺平了道路。
【HOCl】Journal of Molecular Structure
A naphthalimido-based fluorescent probe for HOCl sensing with excellent lysosome-targeted performance
由于 HOCl 与某些生理和病理过程有关，因此开发用于追踪亚细胞 HOCl 的高效探针意义重大。本研究轻松制备并测定了硫代吗啉和吗啉官能化的萘二甲酰亚胺探针 Ly-OCl。Ly-OCl 可用于 HOCl 传感，具有高选择性、高灵敏度（LOD 为 2.9 nM）、实时性（10 s）和宽 pH 适用范围（3.0-11.0）等特点。其传感机制主要是由于 HOCl 氧化了硫代吗啉，从而抑制了 PET 过程。此外，Ly-OCl 还可用于通过荧光成像追踪活细胞中的外源性和内源性 HOCl。尤其是，Ly-OCl 具有出色的溶酶体靶向能力，其皮尔逊系数为 0.951。
【ONOO⁻】Redox Biology
Real-time monitoring of ONOO⁻ in cerebral ischemia-reperfusion injury mouse models using a hydrazine-based NIR fluorescent probe
在脑缺血再灌注损伤（CIRI）模型中，准确和选择性地检测内源性过亚硝酸盐（ONOO-）对于了解其复杂的病理过程至关重要。在此，我们引入了一种长波荧光探针 TJO，可快速灵敏地检测 ONOO-，检测限低至 91 nM。此外，TJO 还具有出色的荧光成像能力，可在 CIRI 小鼠模型中详细观察 ONOO-。这凸显了它在实时监测 ONOO 相关病理状况方面的潜力。
【核膜】Chemical Communications
A novel small-molecule fluorescent probe caused by minimal structural modifications for specific staining of the cell nuclear membrane
核膜是一种双层结构，它从物理上保护细胞的 DNA 不受细胞其他部分发生的化学反应的影响。在这项研究中，我们首次提出了一种全新的小分子荧光探针，它可以选择性地染色核膜，从而在不干扰 DNA 活性的情况下观察核形态。
【BF3 】Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy
A ratiometric turn-on fluorescent probe for the detection of BF3 based on imidazole-quinoline
本研究以咪唑-喹啉为基础，成功合成了一种用于检测 BF3 的新型比率荧光传感器 SYW。该传感器与 BF3 结合后荧光明显增强，肉眼可在短响应时间内（30 秒内）观察到显著的颜色变化。此外，该探针的检测限极低（1.71 nM），对 BF3 具有极好的特异性。通过 19 F NMR、FTIR、HRMS 和密度泛函理论（DFT）计算，确定了探针 SYW 对 BF3 的识别机制。此外，该探针还可用于通过含有 SYW 的试纸条定量检测 BF3 的浓度以及气态 BF3 。此外，探针 SYW 还可用于检测活细胞中的 BF3 。这些结果表明，探针 SYW 在环境监测、工业生产和生物系统中具有广阔的应用前景。
【HOCl】ChemBioChem
Methionine-Derived Fluorescent Probes Targeting Mitochondria: A Tool for Real-Time Oxidative Stress Monitoring in Live Cells
我们开发了两种基于吡啶的荧光团，其中甲基衍生物 PSSM 通过 PeT 机制显示出强烈的开启发射。 PSSM 具有出色的线粒体定位能力和对不同活性氧的高选择性。它能检测活细胞中的外源性和内源性 HOCl，并辅以结构分析和成像研究，使其成为研究细胞器水平氧化应激的重要工具。
【AChE】Advanced Functional Materials
Enzyme-Mediated In Situ Self-Assembly AIE Probes: Mapping the Distribution of Acetylcholinesterase in Aging Mice Brain
乙酰胆碱酯酶（AChE）与衰老相关疾病的潜在病理机制密切相关。然而，揭示乙酰胆碱酯酶在全脑中的空间分布仍是一个未知领域，构成了巨大的挑战。本文提出了一种双重调控策略，以获得一种可激活的聚集诱导发光（AIE）探针，用于绘制大脑中 AChE 的高灵敏度图谱。经过精心定制的探针（AChE-QM-2）由四个部分组成： AChE 特异性裂解单元（二甲基氨基甲酸酯）、自巯基连接体（对羟基苄醇）、AIE 框架（Py-QM）和电子供体基团（EDG）。 AChE-QM-2 的亲水性吡啶盐改善了其分散性，与 EDG 合作降低了其 ΔES 1-T 1 和 HOMO-LUMO 能隙，从而降低了荧光量子产率（Φf）和初始熄灭荧光状态。此外，优化 EDG 还能进一步提高探针的响应性能并延长其波长。 AChE 激活后，AChE-QM-2 会发生去离子作用，导致分子聚集和Φf 增加，进一步触发放大的 AChE 信号。 AChE-QM-2 成功实现了对 PC 12 细胞、组织和活体小鼠中内源性 AChE 的监测。此外，利用光片显微镜还首次绘制了颅内 AChE 的空间图谱，为其在大脑内的定位提供了高度专业化的可视化。这项研究令人满意地展示了设计超灵敏 AIE 酶探针的宝贵策略，凸显了其在基础生命科学研究中进行精确分析的潜力。
应用型荧光材料
【加密存储】Chemical Engineering Journal
Simultaneous or independent programming and reconfiguration of structural and fluorescent information in multi-stimuli-responsive liquid crystalline polymer film
刺激响应材料是一种智能材料，由于其物理特性可随外部刺激而改变，因此被广泛应用于信息编程领域。然而，构建多刺激响应材料系统及其在复杂信息编程和重构中的应用仍面临挑战。本文通过在胆甾液晶聚合物（CLCP）中引入具有聚集诱导发光（AIE-CSD）的氰苯衍生物，构建了多刺激响应系统。由于其对温度、湿度、光照和酸碱度具有可逆的多刺激响应特性，所获得的基于 AIE-CSD 的胆甾液晶聚合物（A-CLCP）可实现复杂信息的编程和重构，并结合了结构和荧光颜色。 A-CLCP 中的羧酸衍生物氢键液晶使其结构颜色能够对温度和湿度做出反应；AIE-CSD 分子的化学和光致变色特性赋予了 CLCP 可编程的荧光颜色；此外，通过调节酸化条件，结构和荧光信息可以同时或单独编程。具有可编程、可重构结构和荧光信息的多刺激响应液晶聚合物薄膜在先进的防伪和信息加密存储领域展现出巨大的潜力。
【自愈合】Macromolecules
Biobased Self-healable Photoluminescent Polyacylhydrazones Imparted by Supramolecular Interactions
随着循环经济的兴起，自愈合聚合物因其与传统热塑性塑料和热固性聚合物相比具有更长的使用寿命和更高的可回收性而备受关注。然而，解决自愈合单元的不稳定性以开发高性能材料仍是一项挑战。在此，我们报告了一系列通过醛-酰肼缩合得到的优异自愈合聚亚胺衍生物--生物基聚酰肼（bio-PHys）。酰胺键和亚胺键的共存提供了氢键和动力学特性，使生物聚酰亚胺具有显著的机械性能（拉伸强度为 103 兆帕，断裂伸长率为 180%），并在玻璃化温度（Tg）下具有明显的自愈合能力。此外，Bio-PHys 还具有可扩展的生产潜力、出色的加工性能和光致发光特性。我们探索了它在无粘合剂层压基材中的应用，并深入研究了酰基腙基团的聚集诱导发光。此外，我们还利用 bio-PHys 制作了可回收的智能纸，用于防伪和动态信息存储。这项研究提出了一种开发高性能自愈合聚合物的新方法。
【温敏】Macromolecules
Thermoresponsive AIE-Active Miktoarm Star Polymers: Precise Synthesis and Structure-Dependent Photoluminescence
对热致伸缩性荧光聚合物实施大分子工程学策略是实现大范围可调光致发光行为以满足各种应用需求的重要方法。本文简单高效地合成了三种含有不同数量溴丙酸基和羟基的四苯基乙烯（TPE）衍生物。丙烯酸甲酯（MA）经 Cu（0）介导的单电子转移活自由基聚合（SET-LRP）后，羟基官能团转化为三硫代碳酸酯官能团、以及 2-（二甲基氨基）甲基丙烯酸乙酯（DMAEMA）向可逆加成-断裂链转移（RAFT）聚合的机理转变，合成了具有明确大分子结构的聚集诱导发光活性米克托臂星 TPE-(PMA) n-(PDMAEMA) 4-n（n = 1-3）。由于 PMA 臂的上临界溶液温度 (UCST) 行为，TPE-(PMA) n-(PDMAEMA) 4-n 在 EtOH/H2O 混合物中显示出令人感兴趣的热致发射行为。大分子结构对 TPE-(PMA) n-(PDMAEMA) 4-n 的性能有着深远的影响，可提供高度差异化的荧光热响应性。变温 1 H 核磁共振和动态激光散射揭示了其基本机制。我们在工作中获得的知识对于合理设计和应用热容性智能荧光系统非常重要。
诊疗型荧光材料
【阿尔兹海默症】Talanta
Development of multifunctional fluorescence-emitting potential theranostic agents for Alzheimer's disease
胆碱能障碍和淀粉样蛋白β（Aβ）聚集是阿尔茨海默病（AD）进展过程中同时观察到的主要病理现象。沉积的 Aβ 斑块被认为是阿尔茨海默病的主要病理特征，并被认为是有前景的诊断生物标志物。在此，我们设计、合成并评估了一系列新型治疗剂，这些治疗剂针对的是胆碱酯酶（ChEs）和 Aβ 物种的检测，而胆碱酯酶和 Aβ 物种是开发 AD 治疗剂的主要靶点。在所有针对胆碱酯酶的测试化合物中，化合物/探针 39 和 43 表现出了强效的抑制活性。在 PAMPA 试验中，预计其具有极佳的生物 BB 渗透性。荧光特性的测量显示，在不同的有机溶剂中，发射最大值（λemm）在 530 至 550 nm 之间，但在极性最强的溶剂，即 PBS（10 % DMSO）中，观察到宽吸收（λabs 为 440 nm）和发射光谱（λemm 为 640 nm）。探针 39 在甲醇中的相对荧光量子产率为 0.17。在体外试验中，探针 39 与 Aβ 聚集体结合后荧光强度增加，并产生较高的表观结合常数。此外，探针 39 与硫黄素 T（ThT）的共聚焦作用也验证了它与 Aβ1-42 聚集体的结合亲和力。在时间相关单光子计数（TCSPC）分析（10.00 ± 1.12 ns）和荧光寿命成像显微镜（FLIM）成像（11.53 ± 0.01 ns）中观察到，探针 39 与 Aβ 聚集体结合后的荧光寿命明显增强。此外，急性口服毒性研究也证明了铅探针 39 的安全性。体内行为研究表明，在东莨菪碱诱导的小鼠认知缺陷模型中，服用 20 毫克/千克剂量的化合物 39 后，小鼠的认知和特殊记忆损伤得到了显著改善。通过体内外生化分析，我们进一步了解了前导探针 39 的 AChE 抑制潜能和抗氧化特性。总之，我们的研究结果表明，探针 39 是一种很有前景的治疗艾滋病的药物。
【手术导航】Journal of Medicinal Chemistry
Monomeric or Homodimer Conjugates of Fibroblast Activation Protein Inhibitor and Cyanine 7 Bearing a Meso-Chloride as Near-Infrared Fluorescence Probes: Design, Synthesis, and Comparative In Vivo Imaging of Distinct Breast Cancer Subtypes
术中荧光导航可照亮肿瘤，引导外科医生准确地实现阴性边缘，这不仅能减少复发，还能将并发症的发生率降至最低。在此，我们开发了两种近红外荧光探针 FAPI-Cy 7-Cl（Emmax = 820 nm）和(FAPI) 2-Cy 7-Cl（Emmax = 823 nm），它们具有较长的肿瘤保留时间（>72 h）和较高的靶-背景比（高达 4.5），其原理是将泛癌靶向成纤维细胞活化蛋白抑制剂（FAPI）与带有中氯和环己烯骨架（Cy 7-Cl）的 "肿瘤寻踪 "Cy 7 共轭。具体来说，在小鼠模型中，FAPI-Cy 7-Cl 在雌激素受体 α 阳性乳腺癌（MCF-7）和三阴性乳腺癌（TNBC）（MDA-MB-231）亚型中均表现出卓越的成像性能。值得注意的是，在 MDA-MB-231 肿瘤模型中，FAPI-Cy 7-Cl 的肿瘤肝脏比（T/L）在注射后 2 小时迅速增加，48 小时时接近 4.5，使其成为指导 TNBC 手术切除的最佳成像探针。
【阿尔茨海默病】Talanta
Development of multifunctional fluorescence-emitting potential theranostic agents for Alzheimer's disease
胆碱能障碍和淀粉样蛋白β（Aβ）聚集是阿尔茨海默病（AD）进展过程中同时观察到的主要病理现象。沉积的 Aβ 斑块被认为是阿尔茨海默病的主要病理特征，并被认为是有前景的诊断生物标志物。在此，我们设计、合成并评估了一系列新型治疗剂，这些治疗剂针对的是胆碱酯酶（ChEs）和 Aβ 物种的检测，而胆碱酯酶和 Aβ 物种是开发 AD 治疗剂的主要靶点。在所有针对胆碱酯酶的测试化合物中，化合物/探针 39 和 43 表现出了强效的抑制活性。在 PAMPA 试验中，预计其具有极佳的生物 BB 渗透性。荧光特性的测量显示，在不同的有机溶剂中，发射最大值（λemm）在 530 至 550 nm 之间，但在极性最强的溶剂，即 PBS（10 % DMSO）中，观察到宽吸收（λabs 为 440 nm）和发射光谱（λemm 为 640 nm）。探针 39 在甲醇中的相对荧光量子产率为 0.17。在体外试验中，探针 39 与 Aβ 聚集体结合后荧光强度增加，并产生较高的表观结合常数。此外，探针 39 与硫黄素 T（ThT）的共聚焦作用也验证了它与 Aβ1-42 聚集体的结合亲和力。在时间相关单光子计数（TCSPC）分析（10.00 ± 1.12 ns）和荧光寿命成像显微镜（FLIM）成像（11.53 ± 0.01 ns）中观察到，探针 39 与 Aβ 聚集体结合后的荧光寿命明显增强。此外，急性口服毒性研究也证明了铅探针 39 的安全性。体内行为研究表明，在东莨菪碱诱导的小鼠认知缺陷模型中，服用 20 毫克/千克剂量的化合物 39 后，小鼠的认知和特殊记忆损伤得到了显著改善。通过体内外生化分析，我们进一步了解了前导探针 39 的 AChE 抑制潜力和抗氧化特性。总之，我们的研究结果表明，探针 39 是一种很有前景的治疗艾滋病的药物。
【光动力】Biomaterials
Molecularly manipulating pyrazinoquinoxaline derivatives to construct NIR-II AIEgens for multimodal phototheranostics of breast cancer bone metastases
以单一分子物种为基础的多模式光热疗法，尤其是在第二近红外窗口（NIR-II）发射荧光的分子物种，显示出了不竭的生命力。鉴于之前报道的 NIR-II 荧光团的分子骨架不够多样化，光热输出不足，本文以插入杂原子的刚性平面吡嗪喹喔啉为基础，对电子受体工程进行了处理，从而制造出具有聚集诱导发光（AIE）特征的 NIR-II 对应物，其结构为供体-受体-供体（D-A-D）结构。系统研究证实，这些合成的 AIE 分子之一（即 4 TPQ，含有熔融噻吩受体）同步表现出高摩尔吸收率（ε）、近红外-II 发射、典型的 AIE 趋势、显著的活性氧（ROS）生成和高光热转换效率。乳腺癌骨转移小鼠模型证实，4 TPQ 纳米粒子在近红外-II 荧光/光热成像引导的协同光动力/光热抑制肿瘤方面具有前所未有的性能。因此，这项研究为开发用于临床试验的光热抑制系统带来了重要启示。
其他
【计算】Molecules
Computational Chemistry Study of pH-Responsive Fluorescent Probes and Development of Supporting Software
本研究采用量子化学计算方法预测了荧光探针 2,6-双 (2-苯并咪唑基) 吡啶（BBP）和(E)-3-(2-(1 H-苯并[d]咪唑-2-基) 乙烯基)-9-(2-(2-甲氧基乙氧基) 乙基)-9 H-咔唑（BIMC）的光谱特性。利用时间相关密度泛函理论（TDDFT），我们成功预测了 BBP 在不同质子化状态下的荧光发射波长，与实验激发能量的平均偏差为 6.0%。分子动力学模拟阐明了 BBP 在酸性条件下荧光淬灭的微观机制。使用 STEOM-DLPNO-CCSD 方法对 BIMC 进行了光谱预测，结果与实验值的平均偏差仅为 0.57%。根据爱因斯坦自发辐射公式和经验内部转换率公式，我们计算了用于光谱强度校准的荧光量子产率，从而实现了对实验光谱的准确预测。为了简化计算工作流程，我们在 GitHub 上开发并开源了 EasySpecCalc 软件 v 0.0.1，旨在促进荧光探针的设计和开发。
【基础】Journal of Molecular Structure
D-A-D’-type fluorescence dyes with DSE and AIE properties and their sensing applications
在此，我们报告了两种具有 D-A-D' 电子结构的新型发光分子 CZO-1 TPA 和 CZO-1 CZ 的设计、合成和全面的光物理特性分析。我们的光谱和理论研究表明，结构差异导致了明显不同的光物理行为。 CZO-1 TPA 表现出高效的 DSE，而 CZO-1 CZ 则是一种聚集诱导发光（AIE）分子。在溶液中，CZO-1 TPA（537 纳米，ΦTHF 58.3 %）与 CZO-1 CZ（506 纳米，ΦTHF 10.0 %）相比，具有红移发射和更高的量子产率。相反，在固态下，CZO-1 TPA（489 nm，Φ固态 35.8 %）与 CZO-1 CZ（503 nm，Φ固态 96.1 %）相比，具有蓝移发射和较低的量子产率。这些差异可归因于微小的结构差异引起的分子刚度、构象和堆积模式的变化。因此，这两种分子表现出不同的机械荧光变色（MFC）特性，CZO-1 TPA 显示出显著的光谱红移（Δλ 57 nm），而 CZO-1 CZ 显示出轻微的光谱红移（Δλ 8 nm）。此外，我们还利用这些分子突出的发光特性，展示了它们在酸性氟变色（AFC）和活细胞生物成像中的双相应用。因此，这项研究表明，对发光分子进行轻微的结构改造是一种很有前途的策略，可以微调 DSEgens 的光物理特性，从而扩大其潜在的应用范围。
