Fluolab荧光爱好者周刊（第十期）
本周图片：通过显微镜拍摄的巨型海蛞蝓神经元生长锥。图中显示了肌动蛋白丝（洋红色）和微管（青色）。（图片来源，Cellbiology）
1 综述
1.1.1 伤口细菌感染
细菌感染的慢性伤口愈合问题已引起全球越来越多的关注。在过去的几十年里，抗生素无疑为治疗细菌感染的慢性伤口带来了希望。然而，抗生素的滥用导致大量多重耐药菌的出现，加剧了临床患者的健康威胁。为了应对这些日益严峻的挑战，科学家们致力于开发新型非抗生素策略来杀灭细菌并促进细菌感染的慢性伤口愈合。幸运的是，随着纳米技术的快速发展，光疗法的代表，如光热疗法（PTT）和光动力疗法（PDT），在促进细菌感染伤口愈合方面展现出了广阔的前景。众所周知，光热剂和光敏剂在很大程度上决定了PTT和PDT的效果。这些分子普遍存在的一个问题是聚集导致猝灭效应，这极大地限制了它们在生物医学和临床领域的进一步应用。幸运的是，聚集诱导发光体（AIEgens）的出现有效地克服了光漂白问题，并表现出诸多优势，如强聚集发光、优异的光稳定性、聚集增强活性氧（ROS）产生和产热能力，这对PTT和PDT的发展具有重要意义。本文综述了基于新型AIEgen材料的研究，这些材料能够介导强大的PDT、PTT以及PDT和PTT的结合，从而促进细菌感染的慢性伤口愈合。
(1)
Fang, Z.; Zhang, S.; Wang, W.; Xu, Y.; Lu, M.; Qian, Y.; Xiao, X.; Li, Y.; Tang, B. Z.; Zhang, M. Aggregation-Induced Emission-Based Phototheranostics to Combat Bacterial Infection at Wound Sites: A Review. Biomaterials 2025, 315, 122950. https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2024.122950.
1.1.2 微环境荧光探针
恶性肿瘤的发展、转移和扩散与肿瘤细胞的固有特性密切相关。这些肿瘤通常表现出低 pH 值、低极性、高粘度和缺氧。了解这些特性对于早期癌症检测和监测治疗效果至关重要。小分子荧光探针已成为肿瘤实时定位、动态检测和可视化的有力工具。在本文中，我们将回顾利用这些探针研究肿瘤生物学的最新进展，重点介绍它们的设计策略、反应机制以及用于检测 pH 值、粘度、极性和缺氧的临床前应用。
(1)
Chao, L.; Aodeng, G.; Ga, L.; Ai, J. Research Progress of Organic Small Probes Sensitive to Tumor Microenvironment. Journal of Molecular Structure 2025, 1322, 140617. https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2024.140617.
1.1.3 疾病标志物检测
碳点（CD）作为一种新兴的纳米材料，在疾病生物标记物检测方面显示出巨大的潜力。碳点可以选择性地与不同的目标分子相互作用，从而实现对这些生物分子的高灵敏度和特异性检测。与传统检测方法相比，光盘传感器具有反应迅速、检测灵敏度高、成本低等优点。在这篇综述中，我们总结了应用 CDs 荧光探针检测疾病生物标志物的最新进展，包括传感机制及其在选择性检测金属离子、氨基酸、酶、蛋白质、其他生物大分子以及细菌和病毒中的应用。我们讨论了当前与基于 CD 的荧光探针的实际应用相关的挑战和问题。此外，我们还提出了 CD 的未来发展方向。我们希望这篇综述能为疾病生物标记物检测领域的研究人员提供新的见解。
(1)
Zhang, H.; Zhang, Q.; Li, N.; Yang, G.; Cheng, Z.; Du, X.; Sun, L.; Wang, W.; Li, B. Advances in the Application of Carbon Dots-Based Fluorescent Probes in Disease Biomarker Detection. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces 2025, 245, 114360. https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2024.114360.
2 检测荧光材料
2.1 金属/阳离子
2.1.1 Zn2+
本文设计并合成了一种基于激发态分子内质子转移（ESIPT）机制的荧光探针（Probe-ITR），用于快速检测Zn2+。该探针对Zn2+具有特异性识别能力，在加入Zn2+后40秒内即可产生明显的荧光响应。紫外光照射下，溶液由无色变为黄绿色，荧光强度增强150倍。探针对Zn2+的检测限为17.3 nmol/L，具有高灵敏度。此外，该探针还可用于信息存储和细胞成像实验，具有潜在的实际应用价值。
(1)
Li, X.; Gao, T.; Wang, S.; Zhang, Q.; Chen, S.; Zhang, H.; Xu, J.; Wang, X.; Liu, Q. A Portable Zn2+ Fluorescence Sensor for Information Storage and Bio-Imaging in Living Cells. J Fluoresc 2024. https://doi.org/10.1007/s10895-024-04018-8.
2.1.2 Hg2+
本研究开发了两种基于三苯胺的荧光材料MSE1和MSE2，这些材料采用了电子给体-接受体-电子给体（D-A-D）结构，展现出双态发射（DSE）特性。MSE1和MSE2在液相和固相中均表现出明亮的荧光，并具有积极的溶剂致变色特性。三苯胺分子的体积可以限制液相中的分子内运动，从而减少非辐射发射。此外，分子的扭曲结构减少了固态中π-π堆叠的负面影响，导致在聚集状态下的高发射。
在水等极性溶剂和聚乙烯醇等高浓缩溶剂中，MSE1和MSE2表现出聚集诱导的红移发射（ACRE），这一现象得到了动态光散射（DLS）和扫描电子显微镜（SEM）研究的支持。特别是，MSE1在四氢呋喃（THF）溶液中能够选择性识别汞离子，相较于其他竞争阳离子，通过紫外-可见光谱和荧光通道实现检测。在添加0-8当量的汞时，观察到荧光强度的八倍抑制和吸收峰的115 nm变化。此外，MSE1还被用于制作低成本的便携式测试纸条，可实时选择性监测汞。
(1)
Patra, S. K.; Manivannan, R.; Son, Y.-A. Multi-State Efficient Luminogens with Solvatochromic Features Based on a Conjugation Induced Twisted Framework for Highly Selective Dual Channel Detection of Mercury Ion. Dyes and Pigments 2025, 233, 112534. https://doi.org/10.1016/j.dyepig.2024.112534.
2.2 小分子
2.2.1 生物硫醇
铁死亡调节为胰腺导管腺癌（PDAC）提供了一种新型治疗策略，其中精确控制铁死亡水平对于优化治疗效果至关重要。二氢青蒿素（DHA）已成为PDAC治疗中的一种有前途的候选药物，其可能通过诱导铁死亡从而增强PDAC治疗的协同作用。然而，DHA诱导铁死亡的机制研究受到缺乏公认生物标志物以及缺乏针对活性氧（ROS）具有良好稳定性且本征荧光低的强大荧光探针的限制，这对于在PDAC中高保真度和灵敏地监测铁死亡至关重要。
在这项创新研究中，我们设计了一种新型荧光探针（BOD-NBD），该探针具有极低的本征荧光和对ROS的卓越稳定性，能够在PDAC中高灵敏度和准确地检测和成像生物硫醇。该探针实现了对生物硫醇的高信噪比、高灵敏度和高特异性响应。使用该探针，我们观察到在铁死亡过程中，PDAC细胞中的生物硫醇显著耗竭。该探针还进一步成功应用于监测DHA诱导的Panc02细胞铁死亡，并获得了可靠的成像结果。
此外，我们首次观察到一个有趣的实验结果：联合使用erastin和DHA或顺铂和DHA会加重生物硫醇的消耗，这可能意味着PDAC中铁死亡的加剧，这对于开发PDAC治疗的新型治疗方案具有重要意义。
(1)
Ye, Q.; Zou, T.; Chen, B.; Xu, L.; Yuwen, Z.; Liu, H.; Zhang, K. Engineering of a Low Intrinsic Fluorescence and Chemical-Stable Fluorescent Probe Enables Highly Sensitive Detection of Biothiols and High-Fidelity Imaging of Dihydroartemisinin-Induced Ferroptosis. Sensors and Actuators B: Chemical 2025, 424, 136913. https://doi.org/10.1016/j.snb.2024.136913.
2.2.2 fipronil
研究人员通过Suzuki反应合成了一种新型螺手性化合物S-SPINOL-Y1，该化合物能在乙醇溶液中自组装成纳米球。通过改变乙醇溶剂的浓度，可以形成纳米或微米级囊泡。这种纳米探针通过光诱导电子转移效应（PET机制）实现了对氟虫腈（FIP）的快速有效识别，表现为完全的荧光猝灭。同时，在乙醇溶液中，螺手性S-SPINOL-Y1和FIP通过共价键和分子间氢键共同组装成类似血管的纳米管。
(1)
Yang, L. X.; Song, K.; Wang, R.; Sun, Y.; Sun, X.; Hu, Y.; Yu, B. Novel Self-Assembled Spirochiral Nanofluorescent Probe for Fipronil Detection Efficiently by PET Mechanism. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy 2025, 327, 125407. https://doi.org/10.1016/j.saa.2024.125407.
2.2.3 H2O2
认知功能障碍是静脉麻醉的重要中枢神经系统副作用。为了进一步了解H2O2作为认知功能障碍潜在标志物的作用，研究人员构建了一种荧光探针LJ-1，能够在麻醉过程中实时检测细胞中的H2O2。 
(1)
Du, L.; Ning, Y.; Li, W.; Kan, J.; Li, J.; Wang, J.; Wang, M.; Li, Y.; Zhou, J. A Red Turn-on Fluorescent Probe Reveals Elevated H 2 O 2 in Cell Anesthesia. Chem. Commun. 2024, 10.1039.D4CC05267F. https://doi.org/10.1039/D4CC05267F.
2.2.4 孔雀石绿
本研究成功筛选出c-MYC22 G-quadruplex (G4) DNA，并与水溶性荧光染料硫黄素T (ThT) 结合，开发了一种无需标记的、快速且灵敏的检测方法，用于检测水产养殖中严格禁止使用的高度毒性药物孔雀石绿（MG）。该方法的线性检测范围在50–1000 µg/L和400–6000 µg/L之间，检测限低至6.82 µg/L，检测时间短至15分钟。荧光探针展现出极佳的特异性，非常适合于实际水样中MG的检测。此外，该方法以其简单高效而突出，使用的探针无需修改，检测过程仅需一步且检测时间短。这些特点使其成为商业化MG检测方法的有力竞争者，具有进一步发展的重大潜力。
(1)
Wang, S.; Li, M.; Li, W.; He, K.; Ren, J. Construction of G-Quadruplex/Thioflavin T Fluorescent Probe for Label-Free Detection of Malachite Green. Microchemical Journal 2024, 207, 112084. https://doi.org/10.1016/j.microc.2024.112084.
2.2.5 H2S
本研究成功设计并合成了一种基于2,7-二氯荧光素（DCF）衍生物DCF-MPYM的荧光探针M1，用于特异性识别硫化氢（H2S）。探针M1通过在DCF-MPYM的氧杂蒽结构中引入2-氯-5-硝基苯甲酸，使其在闭环状态下荧光量子产率（Φ）较低，这一特性对于荧光探针的应用至关重要。实验结果表明，探针M1能够选择性检测H2S，其检测限为45.31 μM。通过高分辨率质谱（HRMS）和液相色谱验证了探针的反应机制，即H2S与探针M1的亲核加成反应，导致酯键断裂，恢复DCF-MPYM的光谱特性。
为了将探针M1应用于实际，研究者构建了荧光气凝胶CMC-M1，通过混合探针M1和羧甲基纤维素钠（CMC-Na）气凝胶制成。该气凝胶可应用于水中H2S的吸收和去除，对H2S的吸附容量和去除效率分别为0.626 mg·g−1和99.36%。吸附动力学研究表明，CMC-M1对Na2S的吸附主要是化学吸附。此外，荧光气凝胶CMC-M1还可以用于染色和整理废水中H2S的定性和定量检测以及有效去除。
(1)
Qian, Y.; Cui, H.; Lu, Z.; Guo, J.; Feng, Y.; Li, J.; Wang, Y.; Zhao, H.; Jiao, C.; Xiong, X. Construction and Application of Fluorescent Probe and Sensing Aerogel with Ability to Detect Hydrogen Sulfide. Microchemical Journal 2024, 207, 112107. https://doi.org/10.1016/j.microc.2024.112107.
我们介绍了一种用于硫化氢（H₂S）检测的水溶性荧光/磁共振（MR）双模态探针NBD[Gd]。该探针在暴露于H₂S时，表现出88.4%的荧光猝灭，并且其r1值降低了36%。它容易被细胞摄取，用于检测内源性H₂S。本研究不仅提供了一种双模态H₂S成像探针，还证实了CT26细胞中H₂S的高水平及其促进细胞生长的功能性后果。 
(1)
Mak, H.-N.; Lu, X.; Pan, S.; Gu, Y.; Jiang, L.; Wong, W.-T. A Water-Soluble Gd( iii )-Based Fluorescence/ T 1 -MR Dual-Modality Probe for H 2 S Sensing. Chem. Commun. 2024, 10.1039.D4CC05042H. https://doi.org/10.1039/D4CC05042H.
2.2.6 光气
本研究成功开发了一种简单的比率荧光探针（1），该探针带有吲哚和苯并咪唑基团作为感测位点，并将其应用于基于聚集诱导发光（AIE）的光气检测。这是首次有探针能够在几乎纯水溶液（fw = 99.5%）中检测光气。探针1具有AIE活性，其最大发射峰在392 nm，随着水分数的增加（0-99.5%），发射峰逐渐减弱，同时在449 nm处出现新的峰值，并随着水分数的增加（0-99.5%）而持续增加。探针1对水溶液中的光气展现出快速响应、高选择性和高灵敏度（检测限为23.8 nM）。此外，研究者还制备了1负载的测试条，用于光气气体检测，能够在245 nm和365 nm手持紫外线灯下进行双通道检测。最终，该探针被用于监测仿生样本中的光气。 
(1)
Wu, W.-N.; Mao, P.-D.; Song, Y.-F.; Zhao, X.-L.; Wang, Y.; Xu, Z.-H. A Simple AIE-Based Indole-Benzimidazole Probe for the Ratiometric Fluorescent Detection of Phosgene in an Almost Neat Aqueous Solution. Talanta 2025, 283, 127172. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2024.127172.
2.2.7 全氟辛酸
全氟辛酸（PFOA）因其持久性、生物毒性和生物累积性而受到全球关注。监测生物样本中的PFOA水平对于理解其毒性机制和健康风险评估至关重要。本研究提出了一种基于荧光光谱的间接定量策略，用于检测生物样本中的PFOA。通过在极性非质子溶剂中高效降解PFOA产生F-离子，然后使用高选择性的F-离子荧光探针检测，实现了生物样本中PFOA的间接定量检测。该方法对PFOA的检测限为3.55 μM，准确度和精密度通过添加生物样本实验得到验证，回收率在93.2%至105.5%之间，相对标准偏差低于9.2%。成功检测了大鼠肝脏、肾脏和肺组织中的PFOA含量。采用密度泛函理论探索了脱氟途径，表明加热、碱性和水条件在PFOA降解产生F-离子中起着关键作用。因此，这种新策略适用于生物样本中PFOA的定量分析，具有高选择性、灵敏度、回收率，并且样品制备简单，为评估生物样本中全氟化合物和多氟化合物的水平提供了策略。
(1)
Wang, B.; He, W.; Li, X.; Zhao, W.; Qiu, H.; Zhang, H. Engineering a Fluorescent Probe for the Visual and Wearable Detection of N2H4 in Foods, Environment Samples and Biological Imaging. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy 2025, 327, 125365. https://doi.org/10.1016/j.saa.2024.125365.
2.2.8 N2H4
本研究成功制备了一种基于分子内电荷转移（ICT）过程的智能荧光探针TPC-N2H4，用于多种样本中肼（N2H4）的比色和荧光区分检测。当TPC-N2H4与N2H4相遇时，由于ICT过程的中断和腙结构的形成，会明显观察到451 nm处的蓝色发射。此外，研究还开发了基于智能手机的比色和荧光传感平台，用于N2H4的实时监测。重要的是，低毒性的TPC-N2H4能够用于HeLa细胞、洋葱和拟南芥中N2H4的成像。有趣的是，研究者还开发了一种以TPC-N2H4为识别单元的 Hydrogel 涂层棉签传感器，该传感器在N2H4熏蒸后显示出明显的颜色和发射变化，响应速度快。此外，还构建了一种灵活的荧光TPC-N2H4手套，用于可穿戴的N2H4检测，并用于监测食品和环境样本中的N2H4。总之，TPC-N2H4探针不仅在环境和食品安全中的N2H4检测方面显示出巨大潜力，而且还为有毒物质检测的可穿戴追踪平台提供了新方法。
(1)
Wang, B.; He, W.; Li, X.; Zhao, W.; Qiu, H.; Zhang, H. Engineering a Fluorescent Probe for the Visual and Wearable Detection of N2H4 in Foods, Environment Samples and Biological Imaging. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy 2025, 327, 125365. https://doi.org/10.1016/j.saa.2024.125365.
2.2.9 ATP
本研究开发了一种无需外源共反应剂的电化学发光（ECL）系统，该系统基于自发光金属-有机框架（MOF）和聚集诱导发光荧光体（AIE）作为配体。首次合成了一种六边形柱状MOF，该MOF能够在无需外源共反应剂的情况下展现出稳定且强烈的ECL信号。此外，由于Zr4+与磷酸基团之间的强配位作用，目标分析物三磷酸腺苷（ATP）可以直接固定在电极表面。利用ECL共振能量转移效应，制备了空心Cu2-xO@Pd异质结构作为高效的猝灭探针。值得注意的是，这种类似海胆的空心结构提供了更多的活性位点来锚定ATP适配体，从而增强了ECL猝灭效率。因此，开发了一种精巧的无需共反应剂的ECL系统来检测ATP，该系统具有出色的检测限（0.17 nM）、稳定性和重现性。本工作为进一步发展集成MOF基发光体的先进ECL系统提供了重要的启示。
(1)
Li, J.; Wu, T.; Liu, X.; Feng, R.; Du, Y.; Li, F.; Wei, Q. Hexagonal Prism-Shaped AIE-Active MOFs as Coreactant-Free Electrochemiluminescence Luminophores Coupled with Hollow Cu 2– x O@Pd Heterostructures as Efficient Quenching Probes for Sensitive Biosensing. Anal. Chem. 2024, 96 (45), 18170–18177. https://doi.org/10.1021/acs.analchem.4c04298.
2.3 大分子
2.3.1 甲硫氨酸氨基肽酶2
甲硫氨酸氨基肽酶2（MetAP-2）能够催化蛋白质或肽的氨基末端甲硫氨酸的去除，是已知的抗肿瘤治疗靶点。在本研究中，我们开发了一种酶激活型荧光探针DDAO-BMT，专门用于实时检测内源性MetAP-2。该探针能够测定细胞外MetAP-2的活性，并可视化监测细胞内MetAP-2。此外，我们还发现苏木是一种对MetAP-2有活性的中草药，其中巴西红素是其关键活性成分。巴西红素还表现出显著的抗肿瘤作用，包括抑制肿瘤细胞的增殖、迁移和侵袭，并且其抗癌活性的初步机制已经得到阐明。
该探针的使用有助于在复杂的生物系统中监测内源性MetAP-2，从而有助于发现新的抗癌活性化合物。通过利用这一工具，我们可以更深入地了解MetAP-2在生物体内的功能和调控机制，同时也为开发针对MetAP-2的新型抗癌药物提供了有力支持。这一研究成果不仅为抗肿瘤药物的研发提供了新的思路和方法，也为中草药在癌症治疗中的应用提供了新的科学依据。
(1)
Li, Q.; Zhang, M.; Peng, Y.; He, S.; Deng, S.; Xie, T.; Feng, L.; Chen, Q.; Ma, X.; Wang, C. Discovery of Anti-Tumor Agent Targeted MetAP-2 Using a Special Turn-on Fluorescent Probe. Sensors and Actuators B: Chemical 2025, 424, 136910. https://doi.org/10.1016/j.snb.2024.136910.
2.3.2 碱性磷酸酶
荧光生物传感器的信号强度不稳定和假信号一直是影响生物传感器性能的重要因素。本文报道了一种新型信号系统，该系统通过应用可逆加成-断裂链转移（RAFT）聚合反应，使用含有四苯基乙烯（TPE）基团的单体来设计。TPE在某些溶剂中表现出聚集诱导发光（AIE）现象，这主要是由于其四个苯环的旋转受阻，而这种受阻现象也存在于聚集态中。利用这一特性，基于点击化学对RAFT聚合进行了一系列分子修饰，以Fe₃O₄磁性微球为载体，在磁性微球表面形成了稳定的聚集发光TPE聚合物，实现了荧光信号从“0”到“1”的转变。
此外，该荧光信号与碱性磷酸酶（ALP）活性呈正相关，可以通过测量荧光强度进行量化。该生物传感器在0.1–5 U/L范围内表现出高灵敏度和良好的线性关系，检出限（LOD）为0.079 U/L。此外，所设计的策略在血清样品中ALP活性的定量测定中表现令人满意，表明结合RAFT聚合和AIE分子开发的信号系统在荧光生物传感器领域具有重要应用。
(1)
Yu, S.; Li, L.; Kong, Q.; Zhang, W.; Chen, H.; Zhang, X.; Kong, J. Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer Enhanced Aggregation Signal-on Fluorescence Detection of Alkaline Phosphatase. Anal Bioanal Chem 2024. https://doi.org/10.1007/s00216-024-05630-0.
2.3.3 乙酰胆碱酯酶
阿尔茨海默病（Alzheimer's disease, AD）是一种以记忆力减退和认知能力下降为特征的进行性神经退行性疾病。其发病机制中一个关键因素是乙酰胆碱水平的降低或异常活动，乙酰胆碱对记忆和学习至关重要。乙酰胆碱酯酶抑制剂（Acetylcholinesterase inhibitors, AChEI）在抑制乙酰胆碱酯酶浓度、增加乙酰胆碱含量以及延缓AD发展方面具有良好潜力，因此在AD治疗的临床研究中受到广泛关注。
从Uncaria物种衍生的生物碱一直是识别生物活性物质的重要资源，为AD治疗提供了大量新的药用候选物质。本研究中，开发了一种近红外荧光探针（FJ-AChE），具有高选择性和灵敏度，用于复杂生物系统中乙酰胆碱酯酶的检测。此外，基于FJ-AChE的检测方法鉴定了一种天然的Uncaria抑制剂——corynoxine，它具有强大的乙酰胆碱酯酶抑制作用和改善AD小鼠认知的效果，使其成为一种潜在的AD治疗增强剂。
这些发现表明FJ-AChE在研究乙酰胆碱酯酶功能和鉴定潜在的乙酰胆碱酯酶抑制剂方面的实用性。此外，corynoxine及其衍生物作为AD潜在治疗手段具有巨大潜力。
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Wang, H.; Yan, Z.; Yang, W.; Liu, R.; Fan, G.; Gu, Z.; Tang, Z. A Strategy of Monitoring Acetylcholinesterase and Screening of Natural Inhibitors from Uncaria for Alzheimer’s Disease Therapy Based on near-Infrared Fluorescence Probe. Sensors and Actuators B: Chemical 2025, 424, 136895. https://doi.org/10.1016/j.snb.2024.136895.
2.3.4 CRP
本研究开发了一种新型的无标记近红外（NIR）荧光适体传感器，用于高灵敏度和特异性检测C反应蛋白（CRP），这是一种与多种疾病相关的炎症标志物。该传感器基于具有大斯托克斯位移的AIEE蒽衍生物B和二硫化钼（MoS2）平台。
结果表明，化合物B能够发射具有大斯托克斯位移（190 nm）的近红外荧光。这种化合物能够通过静电吸引与CRP的适体（CRP-Apt）结合，形成B/CRP-Apt复合物，产生聚集诱导发光增强效应，增强了B的荧光强度。将MoS2加入B/CRP-Apt溶液中，B/CRP-Apt能够被吸附在MoS2表面，导致化合物B的荧光被猝灭。当CRP加入上述溶液时，CRP-Apt对CRP的亲和力远高于MoS2，因此B/CRP-Apt从MoS2表面脱离并与CRP结合，从而恢复了B的荧光。实验结果显示，B的荧光恢复强度与CRP浓度在0.3-70 ng mL^-1范围内具有良好的线性关系，检测限低至0.1 ng mL^-1。
(1)
Fu, Z.; Yang, Y.; Li, Z.; Zeng, Y.; Wang, H.; Han, Y.; Tang, Q.; Li, L. Detection of C-Reactive Protein Using a Label-Free NIR Fluorescent Aptasensor with a Large Stokes Shift Based on an AIEE Anthracene Derivative. Analytica Chimica Acta 2025, 1333, 343386. https://doi.org/10.1016/j.aca.2024.343386.
2.3.5 Aβ42 aggregation
本研究探讨了Aβ42聚集在阿尔茨海默病（AD）发病机制中的作用，并提出了一种新型聚集诱导发光（AIE）探针DNTPH，用于检测和抑制Aβ42寡聚体的形成。Aβ42聚集与AD的发展密切相关，目前尚无有效治疗方法，因此早期干预显得尤为重要。DNTPH探针能够检测波长达到710纳米的淀粉样蛋白，并在低剂量下对Aβ纤维化显示出强烈的抑制效果。
研究中构建了四种不同形态的Aβ42五聚体，分别代表单体聚集（PM）、初级成核（PP）、次级成核（PS）和纤维阶段（PF），以探索DNTPH探针对这些不同阶段Aβ42寡聚体的检测和抑制能力。结果表明，DNTPH能够检测到这四种不同的Aβ42寡聚体，并显示出明显的荧光（λPM = 657 nm，λPP = 639 nm，λPS = 630 nm，λPF = 648 nm），但无法区分它们，暗示探针需要进一步改进以实现区分能力。
DNTPH对Aβ42聚集的抑制机制在不同阶段表现出显著差异。对于PM和PP阶段，DNTPH通过改变二级结构组成来抑制聚集，即分别降低β-折叠和毒性转角（残基22-23）的概率。对于PS阶段，DNTPH通过分离无序单体物种（PSM）和有序次级种子物种（PSF），阻止PSF种子的进一步生长来实现抑制。这是首次提出PS阶段的抑制机制，且PS阶段被认为是四个阶段中最重要的。对于PF阶段，DNTPH通过扭曲纤维链，破坏有序纤维表面，阻止单体接触来触发抑制。此外，确定了DNTPH对PM、PP和PF的最佳抑制浓度为1:3，而对PS为1:5。
(1)
Jia, M.; Li, Y.; Wang, C.; Gao, X.; Guan, Y.; Ai, H. Fluorescence Detection and Inhibition Mechanisms of DNTPH on Aβ42 Oligomers Characterized as Products in the Four Stages of Aggregation. ACS Chem. Neurosci. 2024, acschemneuro.4c00509. https://doi.org/10.1021/acschemneuro.4c00509.
2.3.6 蛋白酪氨酸磷酸酶 1B
本研究成功设计并合成了一种新型荧光探针，该探针具有聚集诱导发光（AIE）特性，用于检测蛋白酪氨酸磷酸酶1B（PTP1B）的活性。PTP1B是一种治疗2型糖尿病和肥胖症的潜在靶点。探针的核心是四苯乙烯，连接到能被PTP1B特异性识别和水解的肽序列。由于PTP1B的去磷酸化作用，荧光探针以开启方式表现出AIE，指示PTP1B的活性。该探针已成功用于检测HepG2细胞裂解液中的PTP1B活性，并应用于从天然产物库中筛选潜在的PTP1B抑制剂，发现了三种新的PTP1B抑制剂。这些发现表明，该方法为发现潜在的PTP1B抑制剂提供了新的途径。
(1)
Ma, X.; Yang, Z.; Luo, Y.; Jin, Z.; Zou, J.; Wang, Y.; Zhao, X. A Novel Fluorescent Probe with Aggregation-Induced Emission Characteristics for PTP1B Activity Sensing and Inhibitor Screening. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy 2025, 327, 125394. https://doi.org/10.1016/j.saa.2024.125394.
2.4 多重检测
2.4.1 次氯酸（HClO）和二氧化硫
本研究设计了一种功能化的双响应荧光探针HCy-SO2-HClO，能独立或同时检测次氯酸（HClO）和二氧化硫（SO2），且互不干扰，首次实现了热休克过程中两者的同时追踪。该探针水溶性好，能有效聚集于线粒体区域，对HClO和SO2的响应时间分别为10秒和20分钟，具有高特异性和敏感性。HCy-SO2-HClO成功检测了活细胞和斑马鱼中的内源性和外源性SO2和HClO，并首次实现了热休克细胞和小鼠肠道中HClO和SO2的同时检测。该探针提高了疾病检测的准确性和精确度，可作为预防热休克相关疾病的有效研究工具。
(1)
Cao, H.; Yu, F.; Dou, K.; Wang, R.; Xing, Y.; Luo, X.; Yu, F. Dual-Response Functionalized Mitochondrial Fluorescent Probe for a Double Whammy Monitoring of Hypochlorite and Sulfur Dioxide in Heat Shock via Time Scales. Anal. Chem. 2024, acs.analchem.4c05488. https://doi.org/10.1021/acs.analchem.4c05488.
2.4.2 In3+、Cu2+和Hg2+
本文报道了一种基于NH2-MIL-53的荧光探针，用于同时检测水中的痕量In3+、Cu2+和Hg2+。通过低温氨等离子体处理，在NH2-MIL-53表面引入电子给体胺基团，增强了其荧光发射强度。该探针对In3+、Cu2+和Hg2+具有高选择性和灵敏度，荧光猝灭常数（Ksv）分别为2.23 × 10^5、1.00 × 10^5和2.74 × 10^4 M-1，检测限（LOD）分别为0.06、0.14和0.53 μM。通过加入适当的掩蔽剂，可用于实际环境样品中In3+、Cu2+和Hg2+的检测，回收率在94-110%之间。该研究不仅提供了一种构建高灵敏度和选择性荧光探针的策略，还为同时检测多种重金属离子提供了平台。
(1)
Ding, Y.; Hu, Y.; Zhao, Y.; Li, Y.; Huang, Z.; Chakir, S.; Xu, Y.; Sun, D.; Liu, S.; Wang, H.; Wang, X. Plasma Tailoring of NH 2 -MIL-53 with Enhanced Fluorescence Emission for Simultaneous Detection of Multiple Heavy Metals in Water. ACS Appl. Mater. Interfaces 2024, 16 (45), 62497–62508. https://doi.org/10.1021/acsami.4c09330.
2.4.3 pH/O2
本研究开发了一种基于比率荧光的毛细管双功能传感器，用于同时监测pH和O2的变化。该荧光传感器在毛细管内壁的两端分别设置了pH传感单元和O2传感单元。比率荧光pH传感单元包括pH敏感探针HPTS和参比染料Ce6，而O2传感单元则由O2敏感探针RuDP和参比染料C6组成。在430 nm的单波长激发下，该双功能传感器对pH和O2均表现出高度灵敏、选择性和可重复的响应。
在实际水样中，传感器测得的pH和O2水平与商业设备的结果相当一致。同时，该传感器能够实时、准确地检测在葡萄糖氧化酶催化下的pH和O2水平动态变化。这种双功能比率荧光毛细管传感器为环境监测和医疗诊断提供了重要的潜在平台。
此外，相关研究表明，基于荧光传感器的技术在环境监测和医疗诊断中具有广泛应用前景，尤其是在实时监测和多参数检测方面的优势。
(1)
Li, Z.; Wang, X.; Fu, X.; Liu, J.; Liu, Y.; Zhang, H. Ratiometric Fluorescent Capillary Sensor for Real-Time Dual-Monitoring of pH and O2 Fluctuation. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy 2025, 327, 125388. https://doi.org/10.1016/j.saa.2024.125388.
2.4.4 Cu2+/S2−
本研究成功设计并合成了7-二乙氨基-4-羟基香豆素与邻氨基苯甲酸基烯胺（DHCBA）及其与铜离子（Cu2+）的配合物（DHCBA-Cu）。DHCBA表现出溶剂致变色效应，在80%甲醇-水混合物中具有聚集诱导发光特性，并且对Cu2+离子具有颜色和荧光关闭传感特性。DHCBA-Cu2+配合物被用作通过解配合方法检测S2−的荧光开启传感器。通过1H NMR研究、高分辨质谱（HRMS）分析和密度泛函理论（DFT）计算进一步证实了1:1 DHCBA-Cu2+配合物的形成。Cu2+的检测限为6.5 nM，使用在线BindFit v0.5超分子软件计算了探针对Cu2+离子的结合亲和力和结合计量比。通过单晶X射线分析确认了DHCBA和Cu2+离子之间的1:1计量比。DHCBA-Cu2+的结构分析表明，它形成了一个有趣的一维配位聚合物链状结构，通过氢键相互作用进一步转变为二维聚合物网络。探针DHCBA的可逆荧光开关特性成功应用于构建IMPLICATION逻辑门以及使用纸条和棉签测试的现场检测应用。此外，对Cu2+/S2−离子的传感特性通过细胞内成像应用进行了验证。
(1)
Suganthirani, K.; Kishore Kumar, R.; Thiruppathiraja, T.; Prabha, P.; Lakshmipathi, S.; Selvakumar, S.; Grzegorz Malecki, J.; Murugesapandian, B. AIE Active Hydroxycoumarin-Anthranilic Acid Coupled Enamine: Sequential Detection of Cu2+/S2− Ions and Live Cell Imaging Application. Microchemical Journal 2024, 207, 112080. https://doi.org/10.1016/j.microc.2024.112080.
2.5 环境检测
2.5.1 pH值检测
本研究成功开发了一种名为MCAniline的pH敏感仪器，用于检测牛奶变质。该仪器利用了茴香胺修饰的β-环糊精通过席夫碱反应合成。通过1H NMR（质子核磁共振）、FT-IR（傅里叶变换红外光谱）和XRD（X射线衍射）等技术评估了探针的结晶行为和合成效果。荧光光谱光度计用于验证MCAniline探针的pH敏感性，发现该合成探针在酸性pH水平下表现出增强的荧光特性。MCAniline传感器成功地检测了未经任何预处理的变质牛奶，这使其成为一种非常有前景的确保食品安全的方法。
(1)
Mohammadzadeh, F.; Golshan, M.; Haddadi-Asl, V.; Salami-Kalajahi, M. A Fluorescent Chemosensor for Milk Spoilage Detection Based on Aniline-Modified β-Cyclodextrin. Microchemical Journal 2024, 207, 112097. https://doi.org/10.1016/j.microc.2024.112097.
2.5.2 硝基苯/Fe3+
本研究成功合成了一种三维金属-有机框架材料（Tb-MOF），利用Tb(NO3)3·6H2O和H3LBr3作为原料。通过一系列荧光检测实验，发现Tb-MOF对硝基苯（NB）表现出荧光猝灭效应，同时对微量Fe3+离子具有非常快速的荧光猝灭响应，且不受其他竞争金属阳离子的影响。通过荧光滴定实验数据绘制了Tb-MOF荧光强度与Fe3+浓度之间的线性曲线，计算出的Fe3+离子的检测限为2.86 × 10^-6 M。该方法的准确性和精密度通过添加生物样本实验得到验证，回收率在93.2%至105.5%之间，相对标准偏差低于9.2%。成功检测了大鼠肝脏、肾脏和肺组织中的PFOA含量。采用密度泛函理论探索了脱氟途径，表明加热、碱性和水条件在PFOA降解产生F-离子中起着关键作用。因此，这种新型策略适用于生物样本中PFOA的定量分析，具有高选择性、灵敏度、回收率，且样品制备简单，为评估生物样本中全氟化合物和多氟化合物的水平提供了策略。 
(1)
Wen, R.; Zhang, S.; Li, J.; Fan, L.; Liu, Y. A Terbium‐Based MOF as Fluorescent Probe for Selective Sensing of Nitrobenzene and Fe3+. Zeitschrift anorg allge chemie 2024, e202400164. https://doi.org/10.1002/zaac.202400164.
3 成像荧光材料
3.1.1 多细胞器成像
各种细胞器之间复杂的相互作用和协同作用是众多基本生物学和病理学过程的基础。因此，能够使用单一荧光探针在特定生物学过程中可视化这些动态和相互作用至关重要。尽管此类研究意义重大，但开发合适的单一荧光探针面临相当大的挑战。在此，我们开发了一种新的pH敏感探针（TBCl），能够在单一波长激发下同时且可区分地可视化溶酶体、线粒体和核仁。此外，该探针还已用于监测细胞凋亡。
TBCl的发射波长会随着pH值的变化而显著改变，由于这些亚细胞器内的pH环境不同，因此可以清晰地可视化溶酶体、线粒体和核仁。此外，TBCl能够通过监测线粒体荧光强度的变化以及绿色和红色通道荧光强度比率的改变来监测凋亡，展示了其在研究这些细胞器在各种生理过程中的潜在应用。
(1)
Yang, R.; Zhu, C.; Yang, X.; Kuang, Y.; Jiang, T.; Wang, S.; Wei, M. Simultaneous Dual-Color Visualization of Lysosome, Mitochondria, Nucleoli and Monitoring Apoptosis with a Single Fluorescent Probe. Sensors and Actuators B: Chemical 2025, 424, 136912. https://doi.org/10.1016/j.snb.2024.136912.
3.2 细胞成像
3.2.1 真菌液泡
真菌具有独特的细胞器——液泡。开发针对液泡膜的探针将能够可视化生理过程，并实现精确的诊断和治疗。本研究发现了一种两性离子分子MXF-R，它由聚集诱导发光（AIE）光敏单元和抗生素莫西沙星组成，能够特异性成像液泡膜，并可用于靶向抗真菌治疗。与商业探针FM4-64相比，MXF-R具有更高的信噪比、更强的靶向能力和更好的生物相容性。利用MXF-R，实现了白假丝酵母菌（C. albicans）增殖过程中液泡形成的实时可视化。更重要的是，由于MXF-R对不同真菌的染色能力不同，因此可以通过荧光成像快速识别混合菌株中的C. albicans。此外，MXF-R在白光下表现出显著的产生活性氧的能力，通过破坏膜结构有效杀灭C. albicans。这种通过破坏膜结构的抗真菌治疗比临床药物氟康唑更有效。因此，这项工作不仅首次发现了针对液泡膜的探针，还为开发新型材料以实现诊断和治疗一体化提供了一条途径。
(1)
Wang, B.; Wang, S.; Li, C.; Li, J.; Yi, M.; Lyu, J.-W.; Gu, B.; Kwok, R. T. K.; Lam, J. W. Y.; Qin, A.; Tang, B. Z. An AIE Fungal Vacuole Membrane Probe toward Species Differentiation, Vacuole Formation Visualization, and Targeted Photodynamic Therapy. Materials Today Bio 2024, 29, 101329. https://doi.org/10.1016/j.mtbio.2024.101329.
3.2.2 细胞自噬
本研究提出了一种创新策略，开发了一种双通道和双响应的荧光探针HDTVB，该探针能够通过监测线粒体pH和极性的变化来追踪线粒体自噬（mitophagy）。HDTVB基于聚集诱导发光（AIE）基团和半胱氨酸基团的推拉系统，具有激活的近红外（NIR）发射和pH激活的环化反应。这种探针能够在线粒体自噬过程中，通过探针的结构变化来区分肿瘤和正常组织，这些结构变化是由极性和酸度触发的。HDTVB有望应用于临床诊断和荧光引导下的肿瘤切除，为生理和生化研究提供了新途径。这一策略不仅有助于提高对线粒体自噬过程中极性和pH变化的理解，而且为癌症的诊断和治疗提供了新的工具和方法。
(1)
Zhang, W.; Wang, S.; Zheng, H.; Zhang, W.; Yang, L.; Li, Z.; Yu, M. Spotlight on Mitochondrial Health: A Trailblazing Fluorescent Tool for Cancer Detection and Surgical Guidance. Anal. Chem. 2024, acs.analchem.4c03706. https://doi.org/10.1021/acs.analchem.4c03706.
3.3 微环境成像
3.3.1 粘度
准确且实时地解析线粒体粘度至关重要，因为线粒体粘度在扩散介导的过程中起着关键作用。荧光传感依赖于荧光团与特定分析物相互作用时产生的变化来进行检测。然而，现有的线粒体靶向荧光探针容易受到高活性氧物种氧化导致的分子骨架去共轭的影响，从而产生假信号。在此，我们介绍了一种基于二氰基异佛尔酮的改良型荧光探针DCN-C，该探针通过减弱分子结构中供体的供电子能力，具有超抗氧化剂供体-π-受体骨架。DCN-C能够实现粘度敏感响应，同时在体外对各种活性氧物种（如羟基自由基、超氧阴离子、过氧亚硝基阴离子、过氧化氢、次氯酸和单线态氧）和其他生物分子具有免疫性。
在细胞研究中，DCN-C对线粒体表现出高亲和力，并进一步证实其即使在高达30 μM的浓度下也对活性氧物种（如过氧化氢和过氧亚硝基阴离子）具有抗性。此外，DCN-C能够有效检测各种功能障碍细胞内环境的粘度变化。因此，这项工作提供了一种新的工具，用于在活性氧物种的干扰下精确监测线粒体粘度，并可作为开发线粒体粘度相关疾病诊断方法的参考探针。
(1)
Chen, Z.; Miao, Z.; Wang, H.; Rao, X.; Liu, F.; Lu, D.; Lu, H.; Zhang, Q. ROS-Tolerant and Mitochondria-Targeted Fluorescent Probe for Accurate Decipherment of Viscosity Change in Mitochondria. Sensors and Actuators B: Chemical 2025, 424, 136911. https://doi.org/10.1016/j.snb.2024.136911.
3.3.2 缺氧成像
本研究成功开发了一种基于二氰基异佛尔酮的近红外荧光探针（DCI-Azo），该探针能够特异性地在缺氧条件下通过缺氧上调的偶氮还原酶（AzoR）激活其近红外发射。为了降低合成难度并简化后处理过程，研究者采用了一锅法合成了NIR荧光团（DCI-Am），产率达到了97%。基于该荧光团，设计并合成了DCI-Azo探针。在体外使用Na2S2O4和大鼠肝微粒体评估了DCI-Azo对缺氧的敏感性，结果显示该探针具有近红外发射（λem = 650 nm）、大斯托克斯位移（>160 nm）、高灵敏度（LOD 0.53 μg mL−1大鼠肝微粒体）、高选择性和低细胞毒性（孵育24小时后细胞活力>80%）。此外，该探针成功用于检测Hela细胞和小鼠模型肿瘤组织中的缺氧（1% O2）。当氧水平从21% O2降低到1%时，Hela细胞中的荧光强度增加了约26倍。与附近正常区域相比，肿瘤区域的荧光强度增强了约5倍。所有这些特征表明，探针DCI-Azo是癌症诊断研究中体内测定和成像的通用工具。
(1)
Luo, H.-Y.; Lin, W.-Q.; Zhu, S.-S.; Yang, S.-Y.; Ye, T.-X.; Qin, F.; Chen, C. A near Infrared Fluorescent Probe for Hypoxia Based on Dicyanoisophorone and Its Application in Hela Cells Imaging. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy 2025, 327, 125383. https://doi.org/10.1016/j.saa.2024.125383.
3.4 细菌检测成像
本研究提出了一种新型的荧光生物传感器，用于检测沙门氏菌（Salmonella typhimurium, S. typhimurium），这是一种主要的食物传播病原体，对公共卫生构成潜在风险。该生物传感器通过结合N-琥珀酰壳聚糖掺杂的表面细菌细胞印迹膜（SCIF）和典型的聚集诱导发光（AIE）荧光物质Au(I)-二硫键纳米粒子来构建。这种荧光传感器能够在线性范围内（10至10^6 CFU/mL）检测S. typhimurium，检测限为4 CFU/mL。此外，SCIF的表面修饰使得传感器能够特异性地识别目标细菌。这种荧光传感策略已成功应用于鸡肉样本中S. typhimurium的检测。该平台可以通过制备不同的SCIF来复制，用于检测其他细菌或细胞，有望在临床和生物应用的实际样本检测中发挥作用。 
(1)
Song, X.; Wang, H.; Shao, X.; Xu, X. A Fluorescent Biosensor Based on Surface Cell Imprinting Film for Salmonella Typhimurium Detection. Microchemical Journal 2024, 207, 112111. https://doi.org/10.1016/j.microc.2024.112111.
4 应用荧光材料
4.1 手性
4.1.1 CPL
本研究探讨了非手性分子8,8',8'',8'''-((pyrazine-2,3,5,6-tetrayltetrakis(benzene-4,1-iyl))tetrakis(oxy))tetrakis(octan-1-ol)（TPP-C8OH），一种聚集诱导发光（AIE）分子，在超分子组装中的对称性破缺行为。研究发现，手性溶剂显著增强了TPP-C8OH分子的对称性破缺和手性光学性质。特别是，醇类溶剂，尤其是十二醇，促进了在单个扭曲纳米带中形成具有左手（M）和右手（P）螺旋结构的形成。这一观察结果与先前在组装系统中报道的对称性破缺现象形成对比。手性溶剂诱导的组装具有不同的螺旋取向，导致显著的圆偏振发光（CPL）和圆二色性（CD）信号。这项研究阐明了溶剂选择对对称性破缺和手性组装的影响，为从最初非手性分子设计具有手性特性的先进手性材料提供了见解。
(1)
Ye, Y.; Yao, L.; Liu, G. Engineering Circularly Polarized Luminescence through Symmetry Manipulation in Achiral Tetraphenylpyrazine Structures. Chinese Journal of Structural Chemistry 2024, 100460. https://doi.org/10.1016/j.cjsc.2024.100460.
4.2 力致发光
4.2.1 机械致变色材料
本研究成功设计并合成了一种新型的聚集诱导发光（AIE）活性蒽酰基查尔酮衍生物APBP（(E)-1-(4-(anthracen-9-yl)phenyl)-3-(4-bromophenyl)prop-2-en-1-one）。APBP具有显著的力诱导发光增强和聚集诱导发光特性，这些特性在单一简单分子中得到了集成，这在材料科学中是非常理想且重要的。APBP对机械力高度敏感，展现出可逆的高对比度开启型机械致变色现象，伴随着固体荧光量子产率（QY）的显著增加，从原始状态的0.4%增加到研磨后的36.8%。此外，在研磨过程中，APBP的发射峰出现了46 nm的大红移，从488 nm移动到534 nm。这些特性使得APBP成为一种高对比度的机械致变色材料。通过粉末X射线衍射（PXRD）、场发射扫描电子显微镜（FESEM）和差示扫描量热法（DSC）结果证实，APBP的可逆相变在有序晶体和非晶态之间，这是其力诱导发光增强和色变特性的原因。X射线单晶衍射结果进一步揭示，观察到的荧光增强行为归因于π-π堆叠和H-Br相互作用的破坏。
(1)
Zhu, H.; Liu, H.; Bai, J.; Peng, J.; Zhang, H.; Jia, J. Mechanical Force-Induced Luminescence Enhancement and Chromism of AIE-Active Anthracene Chalcone Derivative. Journal of Molecular Structure 2025, 1322, 140609. https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2024.140609.
本研究成功构建了两种新型的聚集诱导发光（AIE）活性分子，即DC-TPE-tBu和DC-TPE-CN，它们集成了α-氰基苯乙烯和四苯基乙烯（TPE）衍生物的“星形分子”。这两种化合物均展现出显著的AIE特性。此外，这两种化合物在外部机械力和紫外光的刺激下能够改变其发光颜色和强度，表现出优异的力致变色发光（MCL）和显著的光响应行为。通过粉末X射线衍射（PXRD）光谱和密度泛函理论（DFT）计算研究了这些刺激响应行为的机制。MCL行为与机械研磨后的晶态到非晶态转变有关。这些显著的特性使它们适合应用于力致/光传感器。研究为开发AIE活性功能材料提供了有用的策略。
(1)
Ma, H.; Niu, X.; Qu, W.; Liu, Y.; Feng, Z.; Zhu, S. AIE-Active Fluorescence Emitters Containing Tetraphenylethylene and α-Cyanostilbene with Mechanochromism and Photo-Responsive Behaviors. Journal of Luminescence 2025, 277, 120973. https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2024.120973.
4.3 加密检测
4.3.1 指纹检测
本文设计合成了一种亲水性D-A荧光探针CHBA，该探针可在纳米尺度自组装成交错纹理，但在指尖区域接触少量水时会解体。通过指压，CHBA可实现指纹成像，覆盖1-3级指纹信息，并能在明场和荧光模式下映射汗孔，从而实现基于肉眼的相似性分析用于个人身份验证（PIV）。光谱分析和形态学研究表明，其工作机制可归因于物理接触下固液界面选择性的水蚀效应。通过极坐标转换可以对汗孔信息进行数字化，并进一步进行机器学习分析以实现PIV应用。最终的PIV系统准确率达到100%，无错误判断。通过将CHBA与人工智能硬件集成，构建了PIV系统原型，可实现汗孔成像、数据处理和决策的并行运行，具有较高的实际应用可行性。 
(1)
Zhao, X.; Duan, Y.; Liu, Z.; Geng, H.; Li, Y.; Li, Z.; Han, T. Mapping Sweat Pores for Biometric Identification Based on a Donor-Acceptor Hydrophilic Fluorescent Probe. Chinese Chemical Letters 2024, 110617. https://doi.org/10.1016/j.cclet.2024.110617.
4.3.2 盲盒
本研究提出了一种新策略，将具有多刺激响应的聚集诱导发光（AIE）荧光水凝胶与形状记忆聚氨酯（SMPU）相结合，应用于信息安全领域。这种AIE水凝胶（PCHS水凝胶）由聚乙烯醇（PVA）和羧甲基壳聚糖（CMCS）通过氢键构成的聚合物骨架，以及荧光填料四[4-(3,5-二羧基苯基)]四苯乙烯（H8ETTB）和1-(2-羟乙基)-3,3-二甲基吲哚-6'-硝基苯并螺吡喃酮（SP）组成。PCHS水凝胶通过柔性电子打印机打印到形状记忆聚氨酯（SMPU）上，从而实现了隐藏信息的打印。
这种隐藏在SMPU上的信息需要在特定温度（80℃）和紫外线照射（365nm）下才能解密。此外，通过添加H+或在加热至80℃后施加外力，可以破坏隐藏信息，有效提高了信息的安全性，防止信息泄露。有趣的是，我们可以选择破坏方法，使信息的破坏更加灵活。这种策略在信息加密和防伪领域具有很大的潜力。
综上所述，这项研究不仅开发了一种新型的AIE水凝胶，而且还将其与SMPU相结合，为信息安全提供了一种新的保护策略，通过多阶段的信息加密、解密和破坏，大大增强了信息的安全性。 
(1)
Liu, J.; Yang, S.; Liu, Q.; Wang, J.; Mu, Y.; Li, Y.; Li, J. Multi-Stimulus Response AIE Fluorescent Hydrogel for “Blind Box” Multistage Secure Information Encryption. Chemical Engineering Journal 2024, 500, 157458. https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.157458.
5 诊疗荧光材料
5.1 疾病治疗
5.1.1 一般癌症治疗
本研究聚焦于设计和应用环金属化铂(II)复合物作为治疗诊断型超分子纳米剂，以控制超分子组装体的大小和形态，这对于开发新型功能材料至关重要。研究中使用了苯并喹啉作为主要的C^N配体，发现在Pt复合物的N^N配体中增加芳香环的数量可以显著提高脂溶性和对癌细胞的毒性，相对于正常细胞具有更高的选择性。此外，通过自组装形成的Pta-d纳米颗粒的形态可以从一维到三维（1-3D）转变，形成纳米线和纳米球。Pta-c复合物的N^N配体中芳香环数量不超过4，展现出显著的聚集诱导的磷光发射（AIPE），在Pta-1和Ptb的溶剂中记录到红磷光强度100-200倍的增强。Pt-Pt相互作用由复合物与阴离子之间的配位和静电相互作用引起，在Pta和Ptb的水溶液中加入ClO4−后观察到新的深红发射增强，并且通过新出现的MMLCT吸收带区分两种不同的相互作用引起的深红发射。含有dppz配体的Ptd在诱导HeLa细胞凋亡方面表现出最高的效率，并且研究了其抗癌机制。该工作旨在促进对环金属化铂复合物自组装行为及其在体外和活细胞中AIPE的基本理解。
(1)
Wu, H.; Yang, J.; Wang, P.; Sun, R.; Wang, T.; Liao, X.; Yang, B.; Gao, C.; Yang, J. 1D, 3D Supramolecular Assemblies of a Series of Cyclometalated Platinum(II) Complexes with Deep-Red Aggregation-Induced Phosphorescent Emission and Anion Turn-on Sensing via Pt-Pt Interaction. Biosensors and Bioelectronics 2025, 268, 116900. https://doi.org/10.1016/j.bios.2024.116900.
本研究开发了一种新型的双器官靶向和粘度敏感的近红外聚集诱导发光（AIE）光敏剂（NES-OH），具有D-A（电子供体-电子受体）结构，用于光动力疗法（PDT）和聚集诱导发光。NES-OH具有优良的水溶性和浓度线性关系，荧光强度在620 nm处明亮，量子产率为66.75%，具有高效的1O2生成效率以及良好的生物相容性和光稳定性。NES-OH能够靶向线粒体和溶酶体，并实时或原位监测活细胞中溶酶体和线粒体粘度的变化。在癌细胞的酸性环境中，NES-OH的结构发生变化，特定的吗啉基团出现，导致靶向溶酶体，进一步区分和检测正常细胞和癌细胞。体外和体内研究表明，NES-OH在光照下能有效抑制肿瘤生长。这项工作构建了一种有效的光敏剂，用于诊断和治疗癌症以及评估PDT效果。
(1)
Wen, X.; Shi, Z.; Huang, Y.; Fan, Z. Dual-Targeted and Viscosity-Sensitive Infrared AIE Photosensitizer Based on Tumor Microenvironmental Response for Photodynamic Cancer Therapy. New J. Chem. 2024, 48 (45), 19136–19143. https://doi.org/10.1039/D4NJ03321C.
5.1.2 乳腺肿瘤
本研究设计了基于电子给体-π-受体系统的多功能荧光染料BTA和BTB，以克服传统光敏剂在肿瘤光疗中的局限性。BTA作为一种有效的光敏剂和光热剂，能够产生多种细胞毒性的I型和II型活性氧（ROS）以及光热能量，有效破坏肿瘤细胞线粒体并抑制肿瘤生长。BTA展现出明亮的近红外II区（NIR-II）荧光，具有典型的聚集诱导发光（AIE）特性、大斯托克斯位移（>250 nm）、良好的光稳定性、满意的生物相容性和显著的线粒体靶向能力。此外，BTA还表现出强大的光动力和光热性能。研究阐明了组合光疗的分子机制，揭示了其诱导的协同细胞凋亡和焦亡。这些结果突出了具有明亮NIR-II荧光和线粒体靶向特性的多功能AIE材料在乳腺癌协同光疗中的潜力，为未来治疗发展提供了新的见解。
(1)
Su, H.; Shang, W.; Li, G.; Yan, W.; Yan, X.; Tang, B. Z.; Qin, W. Near‐Infrared II AIE Luminogens with Mitochondria‐Targeting Characteristics for Combinational Phototherapies of Breast Tumors Through Synergistic Cell Apoptosis and Pyroptosis. Adv Funct Materials 2024, 2414976. https://doi.org/10.1002/adfm.202414976.
5.2 疾病诊断
5.2.1 肾损伤
次氯酸（ClO⁻），作为活性氧物种（ROS）家族的一员，在调节生理过程和维持机体稳态方面发挥着重要作用。然而，人体中ClO⁻水平的异常与多种病理状况相关，包括炎症和肾脏疾病。在本研究中，我们开发了一种新型荧光探针RDN-ClO，专门用于ClO⁻的灵敏检测。RDN-ClO是通过将N-(7-(2-羧基苯基)-3-(二甲基氨基)-5,6-二氢-10H-苯并[c]占吨-10-亚基)-N-乙基乙铵（RDN-OH）与1-萘甲酰氯部分修饰而合成的。光谱分析表明，RDN-ClO表现出卓越的性能特征，包括高选择性、快速响应时间（<25秒）和超低检测限（3.7 nM）。
此外，RDN-ClO在检测实际水样中的ClO⁻方面展现出非凡的能力，并利用琼脂糖作为载体快速识别环境样品中的ClO⁻。它有效地监测了HeLa细胞中的内源性ClO⁻水平和HEK293T细胞中的外源性ClO⁻水平。此外，RDN-ClO在追踪ClO⁻水平波动方面也表现出色，包括在大肠杆菌、k-卡拉胶诱导的关节炎小鼠模型和顺铂诱导的肾损伤小鼠模型中。RDN-ClO的开发不仅为探讨肾损伤致病机制奠定了坚实的理论基础，而且为这一关键领域的研究进展提供了一个有前途的工具。
这一研究成果有望推动对ClO⁻在生理和病理过程中作用的深入理解，并为相关疾病的诊断和治疗提供新的策略。通过利用RDN-ClO，科学家们能够更准确地监测ClO⁻水平的变化，从而揭示其在疾病发生和发展中的关键作用，为开发新的治疗方法和药物提供重要依据。
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He, C.; Zhang, Q.; Ren, H.; Hou, P.; Wang, H.; Wang, J.; Liu, Y.; Chen, S. Long-Wavelength Red-Emitting ClO− Fluorescent Probe for Visualizing Inflammation and Drug-Induced Renal Injury. Journal of Molecular Structure 2025, 1322, 140670. https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2024.140670.
5.2.2 癌症
异常的溶酶体粘度与癌症进展密切相关，这强调了需要具有双功能的荧光探针和光敏剂（PSs），它们既能监测粘度又能促进成像引导治疗，从而实现癌症的同时诊断和治疗。尽管溶酶体靶向光敏剂的开发取得了进展，但能够同时产生I型和II型活性氧物种（ROS）的光敏剂仍然很少。在本研究中，我们介绍了一种溶酶体靶向的荧光探针和光敏剂BTTPA，它被设计为通过粘度成像进行癌症诊断，并通过光动力疗法（PDT）进行癌症治疗。
我们的研究结果表明，BTTPA能够选择性靶向溶酶体，从而实现对细胞粘度的动态监测，并能够将癌细胞与正常细胞区分开来。在光激活下，BTTPA能够高效地同时产生I型和II型ROS。凋亡实验进一步证实了BTTPA在诱导癌细胞凋亡方面的有效性，这凸显了其在癌症诊断和治疗方面的巨大潜力。
因此，BTTPA作为一种强大的工具，不仅能够在癌症早期阶段提供准确的诊断信息，还能通过光动力疗法有效地杀死癌细胞，为癌症的综合治疗提供了新的策略。这一研究成果有望为癌症的精准医疗开辟新的途径，并推动相关领域的发展。
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Liu, D.; An, H.; Li, X.; Wang, B.; Zhao, S.; Lan, M.; Yang, Z.; Song, X. Lysosome‐Targeted Bifunctional Fluorescent Probe and Type I/II Photosensitizer for Viscosity Imaging and Cancer Photodynamic Therapy. Luminescence 2024, 39 (11), e70028. https://doi.org/10.1002/bio.70028.
5.2.3 肝炎
非甾体抗炎药（NSAIDs）和硫化氢（H₂S）之间可能存在协同作用，但缺乏直接的研究证据。单一的荧光检测方法难以准确确认这种协同作用的有效性。本研究通过将荧光探针与非甾体抗炎药萘普生（Naproxen）通过不同的自毁性间隔基团结合，得到了一种能够释放H₂S的诊断与治疗一体化荧光探针Nap-NP-NSB。在体外和细胞内评估了Nap-NP-NSB定量释放H₂S的能力，并通过监测胃黏膜细胞炎症和氧化损伤的治疗过程，证实了H₂S和萘普生的协同作用。最后，在急性肝炎小鼠模型中，对肝脏和胃组织及其切片进行了体内荧光成像和质谱成像。这种双模态检测方法不仅证实了Nap-NP-NSB具有更好的抗炎活性和较少的胃黏膜损伤，而且能够更准确地可视化萘普生和H₂S的药物协同作用。本研究提供了一种结合荧光和质谱成像的双可视化成像方法，并为基于自毁性结构研究药物协同作用提供了新的思路。
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Zhang, J.; Zhang, Y.; Han, T.; Mu, S.; Di, D.; Shi, X.; Liu, X.; Zhang, H. Dual-Modality Accurate Visualization of Drug Synergy Based on Mass Spectrometry and Fluorescence Imaging. Anal. Chem. 2024, acs.analchem.4c03848. https://doi.org/10.1021/acs.analchem.4c03848.
5.2.4 非酒精脂肪肝
铁死亡是一种由多不饱和脂肪酸的脂质过氧化（LPO）引起的新型调控细胞死亡过程。脂质滴（LDs）作为脂质储存和代谢的重要细胞器，可能是LPO的主要位点，并在铁死亡的调控中发挥关键作用。然而，由于缺乏用于原位监测LPO的LD靶向工具，对LD中LPO的详细研究尚未进行。在此，我们开发了首个LD靶向的LPO荧光探针（LD-LPO）。
LD-LPO在518nm处表现出快速且选择性的荧光增强，且该增强不受高破坏性活性氧（如羟基自由基）和环境因素变化（如极性和粘度）的影响。LD-LPO能够靶向LDs，并在erastin或(1S,3R)-RSL3（RSL3）诱导的铁死亡过程中原位可视化LDs内的LPO。此外，LD-LPO还用于成像与铁死亡相关的非酒精性脂肪肝病（NAFLD）中的LPO，并评估了沙格列扎对NAFLD的药物治疗效果，证明了其在监测生物系统中LPO水平方面的实用性。LD-LPO良好的分析和成像性能可能使其适用于更多与铁死亡相关的生理和病理过程的研究。 
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Lu, Q.; Zhang, L.; Chen, Z.; Lv, J.; Gao, J.; Li, X.; Li, H.; Shi, W.; Li, X.; Ma, H.; Yuan, Z. A Lipid Droplet-Targeting Fluorescence Probe for Monitoring of Lipid Peroxidation in Ferroptosis and Non-Alcoholic Fatty Liver Disease. Chinese Chemical Letters 2024, 110620. https://doi.org/10.1016/j.cclet.2024.110620.