荧光爱好者日刊(第四十六期)

荧光爱好者周刊#

荧光探针与生物成像#

本期荧光探针领域涌现了多项突破性工作,涵盖从近红外二区成像、双模态探针设计到疾病微环境响应的智能探针开发。研究者们通过分子工程策略,实现了从单一荧光响应到多模态、多靶点、可激活的精准成像,为肿瘤诊断、神经退行性疾病监测和药物筛选提供了有力工具。

Constructing a NIR AIEgen Based on the Novel Molecular Framework for Imaging Lipid Droplet Accumulation in Parkinson’s Disease Mouse Brain#

摘要:帕金森病的发病机制与脂滴的异常积累密切相关。了解帕金森病患者神经组织中脂滴积累情况及其动态变化,对于阐明这一神经退行性疾病的潜在病理生理机制至关重要。开发一种能够同时靶向脂滴并在脑内发挥功能的特异性荧光探针是一项重大挑战。本研究通过逐步分子设计策略,基于新型染料骨架引入了一种近红外发射荧光探针QCN-TP,该探针具有多重优势特性,包括极性敏感性、大斯托克斯位移(150-280 nm)以及聚集诱导发光特性。该探针在识别脂滴积累方面表现出卓越的灵敏度和选择性,并具有增强的深层组织穿透能力。值得注意的是,QCN-TP能够有效监测MPP+诱导的帕金森病细胞模型中细胞内脂滴的存在及其动态含量变化。此外,该探针还实现了帕金森病模型小鼠脑组织中异常脂滴积累的活体成像。该探针为脂质动力学的实时监测提供了有用的工具,在帕金森病研究和药物发现中具有潜在应用前景。

关键词:aggregation-induced emission; lipid droplet; Parkinson’s disease

参考文献: Small, 2026https://doi.org/10.1002/smll.74612


DecouplingOptical Functions via Ratio-Tunable ConjugatedCopolymers with Hydrogen-Bond-Enforced Rigidity for Quenching-ResistantNIR-II Phototheranostics#

摘要:有机近红外二区光诊疗剂在肿瘤成像和光疗方面具有巨大潜力。然而,其发展面临传统设计中光学途径耦合和竞争的根本性挑战:在分子态下表现出色的刚性平面荧光团在纳米颗粒中常遭受严重的聚集诱导淬灭,导致荧光和活性氧产生能力的大幅损失。为实现这些光学功能的解耦,我们报道了一种基于模块化共聚物的抗淬灭策略,通过整合柔性链段和氢键增强的刚性链段来实现。解耦的关键在于可调的链段比例,这使得能够通过组分依赖性调控来减少近红外二区荧光、活性氧产生和光热转换之间的权衡。随着共聚物系列中刚性链段比例的增加,近红外二区荧光和活性氧产生能力显著增强,而光热转换效率仅略有折损。值得注意的是,F2R8纳米颗粒(80%刚性链段)在聚集态下保留了>60%的近红外二区荧光和高活性氧产率,与传统聚集淬灭型小分子中观察到的>90%淬灭形成鲜明对比。这种有效的部分光学功能解耦和聚集淬灭抑制实现了高对比度的近红外二区荧光成像引导的联合光疗。我们的工作为开发高性能抗淬灭有机光诊疗剂提供了一种基于共聚物模块化的通用设计范式。

关键词:NIR-II fluorescence imaging; phototherapy; conjugated copolymers; rigid segments; quenching-resistant

参考文献: ACS Nano, 2026https://doi.org/10.1021/acsnano.6c05195


H2O2-triggered in situ generation of near-infrared fluorophore for ulcerative colitis imaging diagnosis#

摘要:溃疡性结肠炎被称为”绿色癌症”,与过氧化氢的失衡密切相关。然而,传统的可激活过氧化氢探针由预合成的荧光团和荧光淬灭剂构建,随着发射波长向近红外区域移动,其荧光产生能力受限,从而限制了溃疡性结肠炎的研究。为解决这一问题,本研究开发了一种新型探针SBH用于溃疡性结肠炎成像诊断,该探针可被过氧化氢特异性激活,原位生成近红外荧光团。SBH通过过氧化氢触发的裂解和环化反应转化为近红外染料SOH,表现出72倍的荧光增强和4.37 nM的检测限。这种温和且生物相容的原位生成过程有效降低了背景干扰。进一步研究表明,SBH可成功应用于活细胞、斑马鱼和溃疡性结肠炎小鼠模型中过氧化氢波动的追踪。该研究不仅为近红外染料的原位合成策略提供了新思路,也为溃疡性结肠炎的诊断和探索过氧化氢在相关病理过程中的作用提供了潜在工具。

关键词:Ulcerative colitis; Hydrogen peroxide probe; In situ synthesis; Near-infrared fluorescence imaging

参考文献: Sens. Actuator B-Chem., 2026https://doi.org/10.1016/j.snb.2026.140416


Near-Infrared Polarity-Sensitive Fluorescent Probe for Distinguishing Normal and Cancer Cells and Imaging Mitochondrial Polarity Changes during Drug-Induced Liver Injury#

摘要:线粒体极性是一个重要的亚细胞微环境参数,监测其变化对于揭示细胞状态和病理过程具有重要意义。由于药物的广泛使用,药物性肝损伤已成为严重危害人类健康的全球性肝脏疾病。药物性肝损伤的病理机制复杂,其过程中肝组织线粒体极性的变化尚不清楚。为此,本研究合成了一种极性敏感的线粒体靶向近红外荧光探针(命名为Mito-PDSM)。Mito-PDSM基于二氰亚甲基-4H-苯并噻喃骨架,引入吡啶鎓单元不仅延长了共轭体系,还增加了水溶性并使Mito-PDSM能够靶向线粒体。Mito-PDSM具有近红外荧光(λem > 730 nm)、大斯托克斯位移(>135 nm)、特异性线粒体靶向和优异的极性敏感性,使其能够灵敏地检测线粒体极性的变化。凭借这些特性,Mito-PDSM成功区分了癌细胞和正常细胞,揭示了癌细胞线粒体具有较低的极性。通过构建小鼠药物性肝损伤模型进行活体成像,发现Mito-PDSM靶向肝脏并在药物性肝损伤小鼠肝脏中显示出明显更亮的荧光,表明药物性肝损伤期间肝组织极性降低。总之,该工作为检测线粒体极性和相关疾病如药物性肝损伤提供了一种有价值的新方法。

关键词:无

参考文献: Anal. Chem., 2026https://doi.org/10.1021/acs.analchem.6c03493


A Highly Sensitive PSMA-Targeted Ratiometric NIR Probe for Rapid Imaging of Prostate Cancer Acidity in Living Mice#

摘要:酸性细胞外pH值是实体瘤微环境的标志性特征,与肿瘤恶性程度增加和治疗耐药性密切相关。然而,活体内动态pH值变化的实时、无创可视化仍然是一项巨大的技术挑战。本研究开发了一种新型小分子比率型近红外荧光探针PSMA-ratio-pH,靶向前列腺特异性膜抗原,旨在实现活体小鼠前列腺癌酸度的快速精确成像。该探针的pKa为6.4,非常适合肿瘤酸度检测,同时具有双近红外发射、高灵敏度(1250倍激活)、良好的可逆性、浓度无关响应、优异的光稳定性和高选择性。细胞实验证实了其特异性锚定于细胞膜上的PSMA并可靠地传感细胞外pH值。在前列腺癌小鼠模型中,该探针凭借良好的药代动力学和高PSMA亲和力,在静脉注射后15分钟内实现了快速肿瘤靶向和比率型酸度成像,并能够监测肿瘤酸中毒的动态pH变化。该研究为肿瘤微环境酸度的实时精确可视化提供了强大的分子工具,在癌症诊断和治疗评估中具有广阔的应用前景。

关键词:acidity; cancer targeting; imaging agents; prostate cancer; ratiometric fluorescence

参考文献: Chem.-Eur. J., 2026https://doi.org/10.1002/chem.71411


Visualizationof Cysteine-Mediated Redox Imbalanceunder Environmental Exposures via π-Bridge-Tailored FluorescentProbes#

摘要:细胞氧化还原稳态的干扰通常伴随着半胱氨酸和活性氧水平的异常波动,同时监测它们的波动为理解氧化还原失衡机制提供了关键见解。然而,环境胁迫下此类氧化还原紊乱的精确监测仍 largely unexplored,限制了对应激诱导的生理紊乱及相关毒理学机制的理解。本研究设计了两种半胱氨酸激活的荧光探针Afd-CysAtd-Cys,分别具有呋喃和噻吩π桥修饰,用于评估硫醇螯合污染物和非硫醇螯合胁迫诱导的氧化还原失衡。两种探针表现出大斯托克斯位移(129和138 nm)和高灵敏度(LOD = 32.8和56.6 nM)。Afd-Cys在荧光量子产率和寿命方面表现出更明显的变化,其传感机制通过质谱和密度泛函理论计算验证。此外,Afd-Cys能够在多种细胞系中外源刺激下实现半胱氨酸成像,并应用于不同环境暴露下HepG2细胞、鸡冠花和斑马鱼中氧化还原失衡波动的监测,揭示了相应的氧化还原响应,阐明了硫醇螯合环境胁迫诱导氧化还原失衡的分子机制。该工作为典型环境胁迫下半胱氨酸介导的氧化还原失衡提供了原创性见解。

关键词:无

参考文献: Anal. Chem., 2026https://doi.org/10.1021/acs.analchem.6c02837


SpatiotemporallyAsynchronous Dual-Modality Probe and Accurate Monitoring of Neutrophil Recruitment in PhototherapyPrognosis#

摘要:即使在光动力治疗等有前景的治疗方法中,肿瘤复发和转移的预后不良问题仍然持续存在,迫切需要非侵入性成像工具来研究其潜在机制。然而,实现病理过程中多种生物标志物的实时、无串扰监测仍然具有挑战性,很大程度上是由于缺乏有效的分子设计策略。在此,我们提出了一种”时空异步”探针设计策略,并开发了HD-LN,一种顺序激活的荧光/光声双模态探针,用于实时监测肿瘤光疗后中性粒细胞的募集。HD-LN首先被肿瘤过表达的亮氨酸氨肽酶激活,导致荧光激活和光动力治疗活性的恢复。光疗后,它进一步被募集的中性粒细胞弹性蛋白酶激活,导致荧光淬灭同时增强光声信号。通过这种FL/PA信号的顺序激活,我们成功证明了光动力治疗预后不良与治疗期间中性粒细胞募集和NETs相关变化相关,而抑制NE表达显著改善了治疗结果并阻止了肿瘤转移。此外,利用顺序信号变化,HD-LN首次实现了NE抑制剂的体内筛选。该工作不仅为克服光动力治疗预后不良提供了见解,而且为生理过程中多种生物标志物的实时、无串扰监测建立了一种新策略。

关键词:无

参考文献: J. Am. Chem. Soc., 2026https://doi.org/10.1021/jacs.6c10682


A multimodal theranostic agent for specific imaging and induction of immunogenic cell death of β-galactosidase-overexpressing ovarian cancer cells#

摘要:合理设计并合成了一种β-半乳糖苷酶激活的光敏剂Scy-beta,实现了卵巢癌的近红外荧光/光声双模态成像、选择性卵巢癌细胞杀伤以及免疫原性细胞死亡的高效诱导。该研究为卵巢癌的光驱动免疫诊疗提供了一种新型工具。

关键词:无

参考文献: Chem. Commun., 2026https://doi.org/10.1039/d6cc03970g


Tribos: A ModularHairpin-Enhanced CRISPR/Cas12a Biosensorfor Ultrasensitive Detection of HER2 Protein#

摘要:人表皮生长因子受体2的精确检测对于乳腺癌早期筛查和个性化治疗至关重要。本研究构建了一种靶标触发、发夹增强的CRISPR/Cas12a生物传感器,命名为”Tribos”,用于超灵敏HER2检测。该系统整合了适配体发夹开关、HAS别构触发滚环扩增和发夹增强的CRISPR/Cas12a荧光报告模块。利用Cas12a对茎环结构的高亲和力,我们设计了一种双茎环报告探针并通过分子对接验证了其反式切割增强机制。在优化条件下,Tribos的线性范围为10 fg/mL至10 ng/mL,检测限低至1.08 fg/mL。在29名乳腺癌患者和13名健康对照的临床验证中,该传感器的灵敏度为82.76%,特异性为100%,与临床诊断和ELISA结果高度一致,并能有效区分不同的HER2表达水平。Tribos的模块化设计为高性能CRISPR诊断提供了一种新策略,并为基于核酸构象调控的下一代分子诊断技术奠定了基础。

关键词:无

参考文献: Anal. Chem., 2026https://doi.org/10.1021/acs.analchem.6c03581


Liver-TargetedTriple-Modal Molecular Probe for Visualizationof Aging Marginal Donor Livers#

摘要:快速准确地评估衰老边缘供肝的衰老状态对于肝移植至关重要,但在临床实践中仍具有分析挑战性。本研究报道了CyC,一种肝靶向三模态分子探针,集成了肉眼比色传感与近红外荧光/光声成像,用于肝衰老的快速评估。在被衰老相关的β-半乳糖苷酶激活后,CyC产生开启型近红外荧光/光声响应,并伴随肉眼可见的从蓝色到绿色的明显颜色变化。该探针对β-半乳糖苷酶具有高灵敏度和特异性,在衰老细胞和老年小鼠肝组织中具有高效的肝脏富集和强信号对比度。当通过简单的离体浸染应用于临床人肝样本的小碎片时,CyC能够轻松检测β-半乳糖苷酶活性。该平台将分子成像与视觉传感相结合,为衰老边缘供肝评估中的快速衰老检测提供了一种实用工具。通过实现即时、无需仪器的视觉反馈以及定量成像,CyC有潜力简化术中决策,减少不必要的移植物丢弃,并最终扩大边缘供肝在移植中的安全使用。

关键词:无

参考文献: Anal. Chem., 2026https://doi.org/10.1021/acs.analchem.6c03607


ColorimetricDetection and Intracellular Imaging ofPolynucleotide Kinase by the Phosphorylation-Induced Assembly of DNA-ModifiedGold Nanoparticles#

摘要:多核苷酸激酶能够磷酸化核酸的5’-羟基末端,在DNA复制、重组和修复中发挥重要作用,被视为关键的生物标志物和治疗靶点。PNK分析基于酶催化的5’-羟基向5’-磷酸基团的转化,这一转化难以被光学检测,通常需要额外的酶和步骤进行信号转导。除了使检测复杂化外,难以保持每一步的最适反应条件,并且掩盖了PNK的异质性特征。在此,我们提出了一种PNK可视化检测的直接策略。在该策略中,PNK催化的DNA磷酸化被证明能够增强金纳米颗粒上链之间的突出端结合,从而将DNA修饰的金纳米颗粒交联成网络聚集体。这种微小的末端基团转化因此被转导为大量纳米颗粒聚集并显示可见的颜色变化。研究发现,任一链的磷酸化都能粘合双链并导致金纳米颗粒交联,影响纳米颗粒分散状态,获得与荧光或电化学方法相当的高灵敏度。该策略对PNK也表现出高特异性,可用于PNK抑制剂分析。此外,由于金纳米颗粒的聚集导致光散射增强,通过细胞对DNA修饰的金纳米颗粒的内吞作用,利用暗场显微镜实现了细胞内PNK成像,在细胞内显示出明亮的散射纳米颗粒聚集体。该工作提出了一种新的PNK检测原理,为PNK分析提供了一种直接、便捷、可视化的方法。

关键词:无

参考文献: Anal. Chem., 2026https://doi.org/10.1021/acs.analchem.6c02355


Pan-Cancer Liquid Biopsy and Treatment Monitoringvia a Split crRNA-Activated Label-Free CRISPR/Cas12a Platform forUltrasensitive MicroRNA Detection#

摘要:基于循环microRNA的液体活检在癌症诊断和治疗监测方面具有巨大前景。然而,开发灵敏、特异、经济高效且适用于多种生物流体的检测方法仍然是一个挑战。本研究报道了一种灵敏且无标记的检测平台,称为SCAN,它整合了分裂CRISPR/Cas12a与催化发夹组装用于等温miRNA分析。在该设计中,靶标miRNA作为可变的间隔RNA,与保守的重复RNA组装,重建功能性全长crRNA,激活Cas12a的反式切割活性。这切割了一个阻断探针并释放启动子链,随后触发CHA级联反应。CHA反应产生丰富的G-四链体结构,特异性结合N-甲基卟啉IX,产生强烈的开启型荧光信号。优化的”信号开启”模型对miR-21实现了2 fM的检测限,比基础分裂CRISPR/Cas12a系统灵敏度提高了约5个数量级。该平台表现出优异的特异性,能够进行单碱基错配辨别,并可通过简单交换双链DNA激活物轻松适应miR-128、miR-27a和miR-155的检测。重要的是,通过采用无标记G4/NMM报告基因,信号模块的成本比传统双标记探针降低了45倍以上。SCAN平台可靠地定量了结直肠癌细胞系中miR-21的过表达,并稳健地区分了多种癌症类型患者与健康个体的血浆样本。此外,它通过前列腺癌和膀胱癌的无创尿液分析展示了在治疗反应追踪中的应用价值。该工作建立了一个灵敏、特异、低成本和多功能的生物传感平台,用于基于miRNA的液体活检,在临床诊断应用中具有巨大潜力。

关键词:无

参考文献: Anal. Chem., 2026https://doi.org/10.1021/acs.analchem.6c02601


聚集诱导发光(AIE)与刺激响应材料#

AIE材料在本期继续展现其独特魅力,从新型AIEgen的分子框架设计到多功能智能材料的构建,研究者们不断拓展着AIE的应用边界。值得注意的是,AIE与机械力响应、光致变色、手性光学等功能的融合,为信息加密、防伪和智能传感提供了全新思路。

[5+5] Cross-AnnulationBased on Site-Selective Bonding-FormedDual Intermediates: Synthesis of Fully Substituted 1,7-NaphthyridineDerivatives#

摘要:本文报道了一种通过I2和DMSO介导的两种位点选择性成键中间体的[5+5]交叉环化反应,用于便捷合成完全取代的1,7-萘啶衍生物。该方案通过I2负载和反应温度的双因素调控,实现了3-氨基丁烯酸酯惰性C(sp3)-H键的活化,获得了两类完全取代的萘啶衍生物。此外,合成的1,7-萘啶衍生物表现出明显的聚集诱导发光行为,使其在光学材料应用中具有广阔前景。

关键词:无

参考文献: Org. Lett., 2026https://doi.org/10.1021/acs.orglett.6c02608


Electrospun spiropyran-based photochromic nanofibers with enhanced stability for anti-counterfeiting#

摘要:光致变色已成为增强防伪技术的一种有前景的策略,而开发兼具快速响应和高稳定性的材料仍然是一个关键挑战。本文设计并成功合成了一种新型螺吡喃-四苯基乙烯光致变色材料SP-TPE。该材料在溶液中表现出快速可逆的光致变色行为,并伴有显著的聚集诱导发光效应。由于这种协同效应,SP-TPE显示出明显的多色光响应而非传统的单色转变,显著扩展了可达到的光致变色色域。细胞毒性评估证实了其低毒性和良好的生物相容性。为克服SP-TPE在溶液中稳定性有限的缺点,采用静电纺丝进行聚合物封装,通过空间限域制备了纳米纤维膜。所得SP-TPE薄膜即使在低浓度和低光强下也保留了显著的光致变色性能,同时表现出显著增强的热稳定性。在相同条件下,颜色恢复时间从溶液中的约30秒延长到固态中的800秒以上。此外,浓度和光强依赖的颜色调制实现了多级颜色加密。该工作为构建稳定的多色光致变色系统提供了一种有效策略,并为开发先进的螺吡喃基防伪材料提供了新见解。

关键词:Photochromism; Electrospinning; Spiropyran; Aggregation-induced emission; Nanofibrous films; Anti-counterfeiting

参考文献: Dyes Pigment., 2026https://doi.org/10.1016/j.dyepig.2026.113979


Fast photo-response of flexible paper-like SP-CDs@PMMA thin films based on FRET mechanism#

摘要:刺激响应发光材料在信息加密和防伪方面具有广阔前景。然而,传统的螺吡喃基光响应材料由于致密的固态堆积、繁琐的加工过程和缓慢的响应速度,异构化效率较低。本文通过微波辅助方法,以1,8-萘二甲酸酐和L-精氨酸为前驱体,合成了具有丰富表面氨基和羧基的荧光碳点。将碳点与SP共价连接形成SP-CDs,然后与聚甲基丙烯酸甲酯共混,得到柔性纸状复合薄膜。在365 nm紫外光照射下,SP发生开环异构化为部花青素,使薄膜变为粉红色,并通过FRET淬灭CD荧光。在可见光下,SP恢复为闭环形式,伴随颜色褪色和荧光恢复。该薄膜具有快速响应、优异的可逆性、高循环稳定性和优异的抗疲劳性。其纸状特性便于加工和书写,简化了防伪图案的制作。进一步开发了时间依赖性三色锁和数字编码加密系统,为动态信息加密、视觉防伪和智能光学传感提供了新策略,推动了用于光学信息安全的柔性智能发光材料的发展。

关键词:Carbon dots; Spiropyran; Photochromism; Fluorescence resonance energy transfer; Paper-like film

参考文献: Dyes Pigment., 2026https://doi.org/10.1016/j.dyepig.2026.113985


Construction of an Axially Chiral 1,1′-Bianthryl Framework via Scholl-Type Oxidative Cyclization: Formation of an Eight-Membered [1,4]Diazocine and Asymmetric Induction by a Chiral Brønsted Acid#

摘要:通过两步Buchwald-Hartwig交叉偶联策略合成了带有两个2-蒽基单元的邻亚苯基桥联二胺。随后在FeCl3或对氯醌酸性条件下进行Scholl型氧化环化,以高区域选择性进行,生成了环状1,1’-联蒽衍生物,该衍生物在分子内联芳基键形成的同时构建了八元[1,4]二氮辛骨架。通过紫外-可见吸收和荧光光谱研究了2和1B的光物理性质,发现环化后荧光带和荧光量子产率显著降低。通过手性高效液相色谱实现了外消旋1B的对映体拆分,并通过圆二色光谱结合TD-DFT计算确定了绝对构型。值得注意的是,当手性樟脑磺酸作为Brønsted酸添加剂用于对氯醌介导的Scholl反应时,观察到不对称诱导,获得了高达10%的对映体过量。尽管对映选择性仍然适中,但这一发现提供了实验证据,表明外部手性酸可以在氧化分子内联芳基键形成过程中传递立体化学信息。该研究为Scholl型反应中的不对称控制建立了概念验证,并强调了中等尺寸N-桥联骨架在构建手性π共轭结构中的潜力。

关键词:[1,4]Diazocine; 1,1 `-Bianthryl; Chiral Br & oslash;nsted acid; Enantiomer; Scholl reaction

参考文献: Chem.-Eur. J., 2026https://doi.org/10.1002/chem.71398


Tunable BroadWavelength Emissions in Sn-Doped Zero-Dimensional AllInorganic KCdCl via Rb Alloying#

摘要:可调谐荧光发射赋予发光材料在光电器件和信息安全领域的巨大应用前景。本文通过在零维K4CdCl6卤化物中采用Rb/Sn共掺杂策略,实现了从黄到白再到蓝的宽波长光致发光调谐。有趣的是,K4CdCl6和同构的Rb4CdCl6卤化物分别通过Sn2+的等价掺杂表现出黄色和蓝色光致发光发射。通过Rb+合金化,K4CdCl6+卤化物中黄色和蓝色发射带的相对强度比可以得到有效调控;因此,成功实现了覆盖黄、白、蓝光谱区域的连续发光颜色调谐。密度泛函理论计算进一步证实了Sn2+的掺杂导致带隙内出现杂质能级,加速电子跃迁,最终增强光致发光发射效率。基于这种合理设计的可调谐发光系统,开发了结合多模式光学防伪和数字信息加密的三色编码智能密码设备。该工作不仅在金属卤化物中开发了一种可靠的发光调控离子掺杂策略,而且扩展了其在先进光电领域的多样化应用前景。

关键词:无

参考文献: Inorg. Chem., 2026https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.6c02612


Tunable Synthesis of Multi-Responsive NH-Containing Helical Nanographenes With a Chiroptical Switching Function#

摘要:螺旋纳米石墨烯因其红光区域的手性光学性质而备受关注。这些基于六苯并蔻的HNGs通常通过Diels-Alder反应后接Scholl反应合成;然而,前者通常需要苛刻的条件(>200°C),从而限制了模块化调控和结构多样性。本文报道了基于咔唑骨架的含NH的HNGs的可调谐合成,无需保护NH基团即可实现π扩展。从常见的1,3,6,8-四溴咔唑平台衍生的1,3,6,8-四(低聚苯基)取代咔唑的多重Scholl反应,能够在定义位置形成多达12个C-C键,实现π扩展的芳烃单元的均匀安装。使用相同的芳烃抑制了区域异构体的形成,而对称骨架强制单一反应途径,避免了区域异构体的混杂。所得HNGs通过手性HPLC成功拆分为对映体纯形式,并表现出独特的手性光学性质。值得注意的是,未保护的NH基团使得在用碱和酸处理时分别实现圆偏振发光的显著红移和可逆的开/关切换,表明pH驱动的手性光学开关。此外,二甲基亚砜中的激发态质子转移生成阴离子物种,即使在中性条件下也表现出红移荧光和CPL。

关键词:chirality; circularly polarized luminescence; helical nanographenes; ion sensing; proton transfer

参考文献: Angew. Chem.-Int. Edit., 2026https://doi.org/10.1002/anie.1519414


Reversing the electronic character of 7-azaindole upon functionalization with different donor and acceptor groups#

摘要:本文合成了一系列给体-受体分子,包含不同给体强度的(-X)基团,共价键合在7-氮杂吲哚受体的5位。采用了两种侧取代基(-R, CH2Ph或C4H9)来调节溶解度,以满足未来固态应用的需求。结合密度泛函理论和含时密度泛函理论计算与吸收和光致发光光谱,解释了实验光物理性质。结果表明,7-氮杂吲哚是一个多功能的平台,其电子受体性质可以通过在5位替换不同给体和受体基团来改变。因此,在氮杂吲哚的-X位进行CN取代逆转了片段的给体-受体特性,使氮杂吲哚充当给体而CN基团充当受体。这对光电应用至关重要,因为分子结构和电子离域之间的关系对荧光量子产率、吸收和发射光谱轮廓以及光稳定性有显著影响。这些结果对于调控该平台的电子性质以应用于有机电子学具有广阔前景。

关键词:Azaindoles; Donor-acceptor; TD-DFT; Photophysics

参考文献: Dyes Pigment., 2026https://doi.org/10.1016/j.dyepig.2026.113987


先进荧光材料与器件#

本类别汇集了从MR-TADF到钙钛矿、从聚合物到簇合物的一系列先进荧光材料。研究者们通过精妙的分子设计和材料工程,在发光效率、色纯度、稳定性等方面不断刷新纪录,为下一代显示、照明和光电器件奠定了坚实基础。

Click’n ROPISA: One-Pot Synthesis of Ultrabright Fluorescent Nanoparticles Made of Polypeptides#

摘要:荧光纳米颗粒广泛用于生物成像和传感,但其制备依赖于多步合成路线,限制了可扩展性和结构控制。本文介绍了一种一锅法策略,将γ-炔丙基-L-谷氨酸N-羧酸酐的水相开环聚合诱导自组装与铜催化叠氮-炔环加成反应偶联,制备荧光多肽纳米颗粒。这种一锅法”Click’n ROPISA”工艺实现了多肽纳米物体的同时形成和多种叠氮功能化荧光团的共价掺入。所得组装体在可见光谱范围内具有可调发射,可在高固含量下获得,同时保持高亮度和结构均匀性。密集的荧光团掺入使得组装体内部以及与染料标记的蛋白质之间都能实现高效的Förster共振能量转移,支持传感应用。红色发射纳米颗粒的强烈亮度进一步使得显微镜下单颗粒追踪成为可能,助力先进生物成像。

关键词:anisotropy; CuAAC; FRET; microscopy; N-carboxyanhydride; PISA

参考文献: Angew. Chem.-Int. Edit., 2026https://doi.org/10.1002/anie.1373955


Progress in optical-responsive functional molecules based on closo-borane clusters#

摘要:闭式硼烷簇化合物近年来因其三维笼状骨架、σ-芳香性和缺电子性质而在发光和刺激响应材料领域引起了广泛关注。近年来,这些特殊分子以其丰富的性质出现在光学材料领域,为力致变色、热致变色、光致变色和蒸气致变色材料提供了结构基础;然而,很少有文章聚焦于该领域及时梳理前沿进展,不利于此类分子快速进入研究者的视野。本综述批判性且系统地评估了闭式硼烷簇在发光变色和刺激响应材料领域的研究进展,重点关注结构-性质关系与设计原理。通过将两个簇体系整合在统一的比较视角下,本综述阐明了先前未被系统阐述的趋同设计策略和体系特异性优势。关键进展在固态发光变色系统、有机发光二极管、化学传感器、生物成像探针和硼中子俘获治疗等方面进行了批判性评估。同时也审视了持续存在的挑战,包括电荷转移机制的模糊性、材料稳定性与器件效率之间的固有权衡,以及结构-性质见解与实际高性能器件应用之间的差距。前瞻性视角强调了两个簇体系协同功能化、同位素效应和计算设计作为加速先进功能材料合理开发的有前景途径的未开发潜力。

关键词:Closo-borane clusters; Closo-Carborane; Closo-Dodecaborate anion; Optical-responsive

参考文献: Coord. Chem. Rev., 2026https://doi.org/10.1016/j.ccr.2026.218283


A Blue Emissive Heavy Atom-Free Multiresonant Thermally Activated Delayed Fluorescent Emitter Shows Ultra-Fast Reverse Intersystem Crossing#

摘要:影响有机发光二极管稳定性和效率滚降的关键因素之一是反系间窜越速率常数,而该常数受单线态-三线态能隙和自旋-轨道耦合矩阵元大小的影响。大多数MR-TADF发射体具有相对较大的ΔEST和较小的SOC。为设计具有小ΔEST和强SOC且在深蓝光区域发射的MR-TADF化合物,本文报道了一种无重原子的硼-氮-羰基杂化MR-TADF发射体DDOBDiKTa,其在甲苯中发射波长为438 nm,半峰宽为33 nm。DDOBDiKTa在26DCzPPy中5 wt%掺杂薄膜中的ΦPL为70%,ΔEST为0.05 eV。值得注意的是,在没有任何重原子的情况下,该发射体在26DCzPPy中分别显示出2.3 ns和1.48 μs的快速瞬态和延迟荧光寿命,导致kRISC为1.98×10^6 s^-1。这是已报道的无重原子MR-TADF发射体中最快的kRISC值之一。该OLED的EQEmax/EQE10000为23.0%/10%,展现出蓝色器件中罕见的温和效率滚降。

关键词:carbonyl-boron hybrid; efficiency roll-off; heavy atom-free; MR-TADF; OLED

参考文献: Angew. Chem.-Int. Edit., 2026https://doi.org/10.1002/anie.9957319


Indolo-Fused MR-TADF Materials and their Application in Organelle-Targeted Bioimaging#

摘要:有机多重共振热激活延迟荧光发射体为实现窄带发射和高色纯度提供了有前景的平台,然而,将发射颜色调谐到红光区域同时保持高效率仍然是一个关键挑战。本文报道了一系列吲哚并喹啉并[3,2,1-de]吖啶-5,9-二酮基MR-TADF发射体mN-QAO、mN-SQAO、pN-QAO和pN-SQAO,以系统研究融合位置和硫锁定对其光物理性质的影响。吲哚单元的位置变化实现了从蓝光(λmax = 455 nm)到绿光(λmax = 516 nm)的高效颜色调谐,同时保持了窄带发射(FWHM = 21-24 nm)。硫锁的引入进一步调控了电子结构,促进了增强的电荷转移和红移发射,并具有适中的光致发光量子产率(约48%)。实验与理论分析相结合表明,硫锁增强了HOMO离域并引入了短程和长程CT之间的平衡,这控制了观察到的发射行为。此外,红色发射的pN-SQAO被用于制备水分散性玻璃态有机点,其在 aqueous 介质中保留了MR-TADF特性并表现出高效的细胞摄取。值得注意的是,这些纳米结构显示出溶酶体定位,而进一步用三苯基膦基团功能化则实现了选择性线粒体靶向。这是首个实现靶向线粒体定位的g-Odots。该研究建立了一种用于调控MR-TADF性质的通用分子设计策略,并将其应用扩展到靶向生物成像。

关键词:bioimaging; MR-TADF; nanoparticles; organelle targeting; sulfur bridging

参考文献: Adv. Funct. Mater., 2026https://doi.org/10.1002/adfm.76913


Configurational Entropy Engineering of Bi-Doped Glass Fiber Enabling Ultrabroadband Emission#

摘要:近红外宽带放大和激光器对于高容量光通信和气体检测至关重要,但其发展受到当前增益材料性能限制的制约。铋掺杂石英玻璃是最有前景的L波段及更长波段的候选材料,但其根本障碍是非活性铋离子的热力学聚集,这些离子形成有害的原子簇作为淬灭中心,诱导高非饱和损耗。本文报道了构型熵工程以克服铋掺杂石英光纤中的这一限制。与组分高熵合金不同,该方法利用动力学操控将玻璃网络捕获在高能、无序的构型状态。这有效抑制了元素聚集域的生长,防止了铋活性中心的能量耗散。因此,所制备的熵工程铋掺杂光纤表现出背景损耗的显著降低(从400降至210 dB/km)和抑制的UL(从33.5%降至25.8%)。利用这种高性能介质,在1680-1750 nm范围内展示了**>20 dB净增益的宽带放大**,以及在1650和1720 nm的可调谐激光输出。这些发现将构型熵工程确立为一种操控非晶材料结构的通用热力学和动力学策略,释放了非晶功能材料的潜力。

关键词:bismuth active center; bismuth-doped fiber; configurational entropy engineering; glass relaxation; ultrabroadband emission

参考文献: Adv. Funct. Mater., 2026https://doi.org/10.1002/adfm.77026


Tetraborylated Multiple Resonance Emitter Incorporating B―O Bond-Embedded π-Extension for Ultra-Narrowband and High-Efficiency Blue Devices#

摘要:超窄带多重共振热激活延迟荧光发射体对于下一代超高清全彩显示至关重要。然而,当前的蓝色MR-TADF发射体在同时实现超窄带发射、高量子效率和快速反系间窜越速率方面仍面临重大挑战。本文提出了一种硼-氧键嵌入设计策略,并开发了一种含有17个稠环的纳米石墨烯基MR-TADF分子。这种四硼化合物4B4N2O在正己烷溶液中表现出超窄蓝色发射,发射峰为461 nm,半峰宽仅为11 nm。得益于其高光致发光量子产率(99%)、高水平偶极比(Θ// = 93%)和快速kRISC(5.32 × 10^5 s^-1),相应器件实现了40.3%的优异外量子效率和低效率滚降(EQE1000 = 31.4%)。此外,该器件表现出超窄电致发光半峰宽为16 nm,CIE坐标为(0.11, 0.18)。本文提出的超窄带四硼发射体在实现下一代节能超高清显示和AR/VR技术方面具有巨大前景。

关键词:blue; multi-resonance; organic light-emitting diodes; thermally activated delayed fluorescence; ultra-narrowband

参考文献: Angew. Chem.-Int. Edit., 2026https://doi.org/10.1002/anie.3322675


Ultra-Narrow Pure-Green MR-TADF Emitter with an FWHM of 12 nm Enables Superior-Performance Top-Emitting OLEDs with EQE Approaching 60%, Power Efficiency Over 300 lm W-1, and CIE Coordinates of (0.14,0.79)#

摘要:实现同时具有精确光谱定位和超窄半峰宽的纯绿色有机发光二极管仍然极具挑战性,因为将发射红移至纯绿色区域通常伴随着增强的激发态弛豫和光谱展宽。本文报道了一种分子设计策略,通过二苯并呋喃融合和氰基修饰在间位二硼框架内的协同整合,调和了绿区红移与固有光谱窄化。概念验证分子DBFCN在稀甲苯中表现出固有的超纯绿色发射,中心波长为519 nm,半峰宽仅为12 nm,使其成为迄今为止报道的最窄绿色多重共振热激活延迟荧光发射体之一。底部发射OLED实现了38.5%的最大外量子效率和521 nm的纯绿色发射,半峰宽为13 nm。由于DBFCN固有的超窄发射和最小光谱拖尾,顶部发射配置中的光子损失得到有效缓解,导致器件性能显著增强。因此,TE器件实现了超过300 lm W^-1的最大功率效率和232.5 cd A^-1的电流效率,同时满足绿色BT.2020色域。

关键词:BT.2020; multi-resonance; organic light-emitting diodes; pure-green; thermally activated delayed fluorescence; ultra-narrow

参考文献: Adv. Mater., 2026https://doi.org/10.1002/adma.74082


Nitrogen-Mediated Orbital-Compatible π-Extension: Balancing Excited-State Components and Suppressing Vibrational Broadening Toward Redshifted Narrowband MR-TADF Emitters#

摘要:BN基多重共振热激活延迟荧光发射体在实现符合BT.2020标准的红移窄带发射方面面临关键瓶颈。广泛使用的π扩展策略通常由于非MR芳烃单元引起的短程电荷转移和长程电荷转移组分失衡而导致严重的光谱展宽。本文建立了一种氮介导的轨道兼容π扩展策略,通过将sp2杂化氮原子引入特定位点以构建BN-核心兼容的MR π片段,从而在整个骨架中保持持久的MR特征。从BN-TP出发,合成了三种衍生物(BNCz-BQ、BNCz-PQ、BNCz-PMQ)并进行了理论筛选。值得注意的是,BNCz-PQ在其π扩展稠合片段上表现出平衡的HOMO/LUMO贡献(9.00%/8.20%),LRCT分数最低为17.34%,重组能为408.6 cm^-1,显著优于BNCz-BQ和BNCz-PMQ。这种位点特异性N掺杂有效地抑制了主导BN-TP展宽的低频振动和面外扭转。因此,BNCz-PQ发射强烈的绿光,半峰宽为24 nm,比BN-TP窄10 nm。相应的OLED实现了27.7%的最大EQE,效率滚降显著抑制,在1000和10000 cd m^-2下分别保持27.1%和23.6%。该工作为设计高性能长波长窄带MR-TADF发射体建立了通用的轨道导向原则。

关键词:multi-resonance thermally activated delayed fluorescence (MR-TADF); narrowband emission; orbital modulation; organic light-emitting diodes (OLEDs)

参考文献: Angew. Chem.-Int. Edit., 2026https://doi.org/10.1002/anie.3797502


Short-range and long-range charge transfer based narrowband deep blue organic fluorescence emitters with EQE > 20% and CIEy ≈0.04#

摘要:窄带热激活延迟荧光发射体的开发因其高激子利用效率和色纯度而引起了下一代深蓝色有机发光二极管的广泛关注。然而,其固有的强分子间相互作用导致在固态薄膜中紧密堆积,即使在低掺杂浓度下也会诱导形成激基复合物或激子聚集体,严重降低了发光效率和色纯度。因此,开发在不牺牲色纯度的前提下制备抗淬灭窄带TADF发射体的有效策略已成为该领域紧迫且重要的挑战。本研究提出了新型窄带TADF深蓝色发射体tBuICzCz和PhICzCz,通过简单的两步反应将咔唑基团与单吲哚并[3,2,1-jk]咔唑连接起来。该设计将单ICz核心的短程电荷转移过程与咔唑和ICz单元之间的长程电荷转移过程相结合,有效平衡了窄带发射和抑制的分子间淬灭。因此,tBuICzCz和PhICzCz分别表现出444 nm和425 nm的窄带深蓝色发射,并在薄膜中表现出显著的TADF特性。基于tBuICzCz和PhICzCz、掺杂比为15 wt%的深蓝色OLED实现了24.7%和15.5%的外量子效率、24 nm和33 nm的半峰宽,以及0.041和0.021的CIEy值,满足BT.2020 CIEy标准。重要的是,在25 wt%的较高掺杂比下,器件仍保持高EQEmax(>13%),发射光谱几乎不变,显示出良好的浓度可调性,适用于实际应用。这些结果有助于更深入地理解ICz基窄带TADF发射体中分子结构与光学性质之间的关联。

关键词:Organic light-emitting diodes; Deep-blue color; Color purity; Indolo[3,2,1-jk]carbazole

参考文献: Chem. Eng. J., 2026https://doi.org/10.1016/j.cej.2026.178994


Controlling ISC/RISC Competition Through Triplet State Characteristics Modulation in Pure Organic RTP Emission#

摘要:为实现纯有机室温磷光,一种常见策略是在分子中引入n→π*跃迁以增强自旋-轨道耦合。然而,具有此类结构的分子通常需要特殊条件,如低温或刚性环境,才能表现出室温磷光发射。在此基础上,进一步在分子中引入重原子可以增强室温磷光性能,但通常伴随着强荧光发射,导致磷光效率降低。虽然采用给体-受体构型可以实现相对纯的室温磷光发射,但系统固有地涉及系间窜越和反系间窜越的竞争过程,而有效抑制反系间窜越的明确策略仍然难以捉摸。为解决这一问题,本研究通过调控分子构型系统研究了三线态激子的性质,并揭示了三线态局域态比例与所得发光特性之间的显著相关性。

关键词:controlling ISC/RISC competition; organic light-emitting diodes; organic room-temperature phosphorescence; triplet state characteristics modulation

参考文献: Adv. Funct. Mater., 2026https://doi.org/10.1002/adfm.75885


Carbon-Di(indolin-3-one)methene BODIPY-AnalogueChromophore Exhibiting Photothermal Conversion#

摘要:1-乙酰基-3-吲哚啉酮的咪唑诱导发散缩合反应同时提供了传统的BOINPY前体和一种先前未被识别的发色团——碳-二(吲哚-3-酮)亚甲基。这种碳桥联π共轭骨架脱离了经典的二吡咯亚甲基体系,并可转化为BF2配位类似物。所得染料表现出宽的可见-近红外吸收、弱荧光和光热转换。密度泛函理论和含时密度泛函理论计算揭示了咪唑的吸电子性质以及结构与性质之间的关系。这些发现将CDIIN3OM确立为一种新的发色团核心,并展示了一种基于反应的骨架发现策略。

关键词:无

参考文献: Org. Lett., 2026https://doi.org/10.1021/acs.orglett.6c02539


Large Magnetoresistancein Tetracyanoquinodimethane(TCNQ) Charge-Transfer Complex of a Stable S=1/2 Tetrazolinyl Radical#

摘要:本文报道了由TCNQ和热超稳定的S=1/2四唑啉基自由基衍生的电荷转移配合物,其中获得了一种在低温下具有大磁阻的非凡多晶型物。将四唑啉基自由基和TCNQ在乙腈中混合溶液提供了1<1给体-受体配合物>,结晶为两种不同的多晶型1和2。X射线晶体学显示1和2具有D-A-A-D堆积模式的四聚体单元,包含两个乙腈分子,在A-A二聚体内具有不同的π堆积。两种类型的A-A二聚体都表现出强π键合,由面对面距离为3.1 Å和单线态-三线态能隙ΔEST ≈ -3 kcal mol^-1指示。面对面距离和ΔEST的实验值都在UB3LYP-D3BJ/6-31G(d,p)/IEF-PCM-UFF+ZPVE(乙腈中)理论水平上得到了很好的再现。构建了单晶器件以研究1和2随机选择晶体的电导率和磁阻。多晶型1具有高达100 S cm^-1的相对高室温σ和低MR <10%,而2是中等导体,σRT低一个数量级,MR约为 +380 ± 50% 。2的这些大MR和低温下降低的电导率与Mott变程跳跃模型一致。通过1H NMR、EPR、UV-vis-NIR吸收和荧光光谱对1和2在溶液中的表征表明完全的自旋/电荷转移。通过EPR、SQUID、vis-NIR吸收和荧光光谱对多晶1和2进行了磁性和光谱表征,部分自旋/电荷转移由拉曼光谱确定。

关键词:无

参考文献: J. Am. Chem. Soc., 2026https://doi.org/10.1021/jacs.6c05862


Excited-state dynamics of a methyl-substituted cyclic disulfide#

摘要:从理论上研究了甲基取代对1,2-二噻烷(一种模型环状二硫化物)光动力学的影响,以及这些影响在实验可观测值中的表现。我们采用轨迹表面跳跃模拟,从第一激发态S1开始,比较了1,2-二噻烷及其二甲基化类似物顺式-4,5-二甲基-1,2-二噻烷在1 ps内电子态布居和核几何结构的动态演化。进行了额外模拟以解开取代分子中动力学上的空间位阻和惯性效应。最后,使用Dyson范数近似计算了时间分辨价态光电子能谱。我们的研究预测了初始S-S键均裂后延迟的环闭合事件,以及二甲基化体系在基态上硫自由基复合的增强量子产率。

关键词:无

参考文献: Phys. Chem. Chem. Phys., 2026https://doi.org/10.1039/d6cp01518b


光物理机制与理论计算#

理论计算与机制研究是推动荧光领域发展的基石。本期涵盖了从激发态动力学、能量传递到环境效应的多方面理论研究,特别是机器学习驱动的增强采样、构型熵工程等新方法的引入,为理解复杂光物理过程提供了全新视角。

Conformational landscape of 2-aminopurine-substituted RNA oligonucleotides from machine-learning-driven enhanced sampling#

摘要:荧光碱基类似物如2-氨基嘌呤常被用于通过荧光光谱研究核酸构象动力学,特别是碱基堆积相互作用。尽管2AP取代可能引起结构扰动,但适当考虑这些效应使其能够用作复杂RNA动力学的探针。在此,我们应用可解释机器学习衍生的代理模型集合变量,对2AP取代和未取代的RNA二核苷酸和三核苷酸进行增强采样模拟,全面探索其自由能景观。结果表明,虽然2AP取代并未显著改变堆积倾向,但它显著调节了自由能景观,导致堆积模式之间布居的重新分布。堆积的2AP构象比例与实验观察到的”暗态”布居密切相关,支持了碱基堆积淬灭2AP荧光并促进暗态形成的假说。该工作及后续在更大、生理相关RNA体系中的研究将建立观察到的2AP发射或暗态与自由能景观中特定结构相关联的能力。

关键词:无

参考文献: Phys. Chem. Chem. Phys., 2026https://doi.org/10.1039/d6cp01607c


Environmental determinants of colloidal quantum dot photophysics#

摘要:胶体量子点以其明亮、尺寸可调的发射而闻名,支撑着显示、生物成像、光伏和量子光技术等应用。然而,CQD很少以绝对稳定性发光。在光照下,其光致发光表现出多种时间相关现象:闪烁或随机开/关间歇性;变亮或变暗,对应渐进强度变化;蓝移或光谱向高能移动;以及漂白,即发射的最终丧失。这些行为传统上被视为需要抑制的不稳定性,现在被认识到是耦合的内在动力学外在影响的特征。本综述将机制理解与环境研究相结合,强调”四个B”不仅源于纳米晶体设计,还源于CQD所处的生态环境。氧气驱动陷阱钝化和光腐蚀;湿度在中等水平稳定发射但在高水平加速降解;聚合物根据其官能团充当惰性旁观者或活性钝化剂;而单线态氧和超氧化物等活性氧物种本身受到闪烁状态的调节。我们认为CQD技术的未来不仅在于消除不稳定性,而在于培育定制环境以抑制、稳定或利用它们。量子点生态学的概念为稳定的室温单光子发射、超分辨成像和稳健的显示应用提供了路线图。

关键词:无

参考文献: Phys. Chem. Chem. Phys., 2026https://doi.org/10.1039/d6cp00676k


Quench, glow, or stay silent: distance-controlled up-conversion emission near metallic nanowires#

摘要:我们展示了放置在金属纳米线附近的NaYF4+/Yb3+纳米晶体的上转换发光中竞争性辐射和非辐射衰变通道之间的可控转变。纳米晶体-纳米线间距被用作控制光学响应的关键参数。我们方法的一个关键方面是减少纳米线的不均匀残留聚合物层,从而减少与距离控制相关的不确定性并提高发射体-金属混合纳米结构的重现性。用定义明确的聚合物间隔物替换它们,实现了对三种性质不同相互作用区的受控访问:发光淬灭、等离激元增强和有效解耦。这些区域之间的转变反映了主导能量弛豫途径的变化:从与金属直接接触的非辐射损失,通过局部光子态密度和耦合到等离激元介导模式的修改,到准孤立发射体的特征行为。中间区域发射增强的等离激元起源通过上转换纳米晶体的荧光寿命成像显微镜显示的伴随缩短衰变时间的发光强度增加得到证实。所有实验均在单一纳米结构上进行,从而排除了聚集效应引起的伪影并加强了对观察到的现象的解释。所提出的方法提供了对等离激元修饰衰变通道的受控访问,并为具有定制光学性质的功能纳米光子学和传感结构的合理设计提供了基础。

关键词:无

参考文献: Phys. Chem. Chem. Phys., 2026https://doi.org/10.1039/d6cp01454b


生物医学与诊疗应用#

荧光技术向临床应用的转化是本期的重要主题。从癌症诊断到神经退行性疾病监测,从光热治疗到免疫治疗,研究者们通过多模态成像和治疗功能的集成,正在将实验室的荧光工具转变为具有临床转化潜力的诊疗一体化平台。

Polymethine Chromophoresfor NIR-II Phototheranostics Molecular Engineering to Nanoformulation-Enabled Bioapplications#

摘要:聚次甲基发色团,特别是菁和类菁染料,因其可调谐的长波长吸收和发射、高摩尔吸光度和模块化结构可编程性,已成为第二近红外窗口生物成像的关键分子平台。链工程、端基修饰和给体-受体调控的进展显著扩展了聚次甲基基近红外二区荧光团的化学空间,并实现了对其光学性质和激发态行为的改进控制。然而,有利的分子光物理学不一定转化为可靠的生物学性能,因为游离聚次甲基仍然容易受到聚集诱导淬灭、溶剂变色不稳定性、生物分子干扰、不利的体内命运和有限光稳定性的影响。因此,纳米制剂已成为连接分子设计和生物学功能的中心策略。通过调控分子间堆积、保护荧光团微环境、优化药代动力学和生物分布,以及实现靶向、可激活响应、多模态成像和治疗的整合,纳米制剂化的聚次甲基已从简单的荧光染料演变为适应性的近红外二区成像和治疗诊断平台。本综述总结了分子工程的最新进展、直接生物学应用的障碍,以及纳米制剂使能的成像和治疗诊断应用,并讨论了剩余挑战和转化发展的未来机遇。

关键词:polymethine chromophores; NIR-II phototheranostics; cyanine dyes; molecularengineering; chainengineering; end-group engineering; donor-acceptormodulation; nanoformulation; multimodal imaging; imaging-guided theranostics

参考文献: ACS Nano, 2026https://doi.org/10.1021/acsnano.6c08317


Ionic-liquid-assisted aggregation modulation of BODIPY nanoparticles for tunable photodynamic therapy performance#

摘要:开发无重原子三线态光敏剂对于具有低暗毒性的有效癌症光动力治疗至关重要。基于结构修饰有多种设计策略可用,但这些策略费力、耗时且不具成本效益。本文开发了一种通过离子液体辅助纳米制剂增强BODIPY染料三线态转化的新策略。为此,合成了两种结构相关的BODIPY衍生物BDP和styryl-BDP,其中后者与BDP相比表现出红移吸收,适用于PDT应用。采用短烷基链对称离子液体1,3-二乙基咪唑溴盐作为纳米工程添加剂,以调控聚集行为和激发态动力学。在存在和不存在IL的情况下将两种染料配制成纳米颗粒,以阐明分子π共轭和IL诱导聚集的联合效应。光谱和显微镜研究表明,IL掺入诱导了显著的聚集和形态变化,导致吸收和发射特性的改变。两种染料都具有低三线态生成能力,这在IL存在下的聚集态中得到增强。值得注意的是,styryl-BDP在分子态下表现出增强的荧光;然而,聚集和IL掺入对荧光的抑制比BDP更有效,有利于三线态形成而非辐射衰变。DPBF测定证实了IL修饰纳米颗粒的增强单线态氧生成,styryl-BDP体系表现出比母体BDP更高的固有活性氧产生。一致地,在LED照射下HeLa细胞中的细胞内ROS成像揭示了更强的光触发氧化应激,在IL存在下进一步放大。密度泛函理论和含时密度泛函理论计算通过显示苯乙烯基取代后HOMO-LUMO和单线态-三线态能隙减小,有利于三线态形成,支持了这些观察结果。体外细胞毒性研究表明,光敏剂在光照下对HeLa细胞表现出增强的细胞毒性,同时在黑暗中显示低毒性且对正常细胞影响最小。总体而言,该工作提供了分子和纳米尺度的见解,说明如何将离子液体辅助聚集和π共轭工程相结合来调控单线态氧生成和光动力性能,为优化BODIPY基纳米颗粒光敏剂提供了一种合理策略。

关键词:无

参考文献: Phys. Chem. Chem. Phys., 2026https://doi.org/10.1039/d6cp01394e


An electronic equilibrium strategy to drive the design of reversible fluorescent probes for sulfur dioxide and formaldehyde#

摘要:基于Michael加成反应的探针由于对反应可逆性机制缺乏理解而未得到充分利用,导致缺乏用于SO2和甲醛可逆探针靶向设计的理论指导。本文提出了一种电子平衡策略来指导SO2和FA可逆荧光探针的设计。为深化这一概念,我们进一步引入了”反应静电势不平衡驱动力ΔDr”描述符来量化由静电势不平衡引起的反应驱动力。从动力学和热力学角度,调控探针的电子平衡态可实现对近不可逆、中度可逆和完全可逆行为的转变。此外,随着RE探针的电子分布逐渐趋向平衡,荧光恢复率分别达到10%、56%、91%和100%。其中,RE-D被用于活细胞和小鼠中SO2和FA的可逆成像,以及中药材中SO2残留和化妆品中FA的检测。重要的是,基于RE-A不可逆性和RE-D可逆特性的加密油墨实现了先进的防伪应用。总体而言,该研究不仅为可逆荧光探针的合理设计建立了开创性的设计策略,还扩展了其在生物成像、分析检测和智能材料中的应用。

关键词:无

参考文献: Chem. Sci., 2026https://doi.org/10.1039/d6sc03350d


Influence of electron-accepting groups on the development of acridan-based two-photon fluorophores for cellular bioimaging#

摘要:设计并合成了九个系列带有各种电子受体基团的吖啶基荧光团,以研究控制其单光子和双光子光物理性质的结构-性质关系。合成策略依赖于模块化的后期引入带电或中性受体基团,提供了多样化的推拉结构。在有机和含水介质中进行了全面的光谱研究,包括模拟细胞环境的粘性环境。荧光团表现出可调谐的吸收和发射,覆盖绿光到近红外光谱范围(λabs = 421-549 nm,λem = 505-777 nm),具有显著的介质依赖性荧光行为,归因于溶解度和聚集效应。DMSO中的双光子激发荧光测量显示440 GM至750 GM之间的高双光子吸收截面,与TD-DFT计算结果一致。A549细胞上的共聚焦显微镜实验表明苯并咪唑鎓衍生物具有高效的线粒体定位。尽管具有中等细胞毒性(IC50 = 5.4 μM),这些结果突显了吖啶基荧光团作为紧凑、可调谐平台用于双光子生物成像和光子材料应用的潜力。

关键词:无

参考文献: Dyes Pigment., 2026https://doi.org/10.1016/j.dyepig.2026.113977


Quantitative Detection of Molecular Oxygen in the Gas Phase with Fluorescent Nanodiamonds#

摘要:通过荧光纳米金刚石中带负电的氮-空位中心的光学探测磁共振,实现了气体混合物中顺磁性分子氧的定量检测。将直径约70 nm的金刚石沉积在微流控通道中,通过在环境压力下混合O2和N2气体,氧浓度从0%变化到100%(0至760 mmHg O2分压)。ODMR对比度使用应用于光学和微波激发的双调制锁相检测方案进行测量。ODMR对比度随氧分压线性降低,灵敏度系数k为**(-10.1 ± 0.3) × 10^-4 % mmHg^-1**。实验装置的氧检测限估计约为8 mmHg O2分压(约对应1% O2)。在0-5%范围内循环O2含量显示出滞回和相应的ODMR对比度百分比重复性为0.006。荧光淬灭和氧浓度变化时的慢响应表明气体分子在纳米金刚石表面上的物理吸附对平衡动力学有贡献。还检测了由过氧化氢酶催化分解过氧化氢产生的分子氧瞬态爆发。

关键词:carbon nanoparticles; detection limit; diamond nanoparticles; fluorescence sensing; fluorescence; optical sensing; oxygen; paramagnetism; partial pressure; quantum measurement

参考文献: Adv. Funct. Mater., 2026https://doi.org/10.1002/adfm.76946


Synergy ofResonance Attenuation and Thermal Quenchingto Enhance Temperature Sensitivity of Fluorescent Probes for InvestigatingCellular Glucose Metabolism-Induced Thermogenesis#

摘要:细胞温度的精确测量和对产热的深入理解对于揭示细胞代谢的复杂性和疾病的早期诊断与治疗至关重要。本文采用独特的双信号衰减策略构建了热响应荧光探针Au@SiO2-NIPAM-Eu。ASNE荧光信号的协同衰减由环境温度升高触发:首先,Eu3+的固有荧光降低;其次,温敏聚合物从分散链转变为致密球体,导致Eu3+发射体和Au纳米颗粒靠近,通过局域表面等离激元共振效应衰减荧光。这种双重降低效应大大增强了温度测量的灵敏度,使ASNE能够成功应用于活细胞的温度成像。结合糖酵解相关指标水平的变化,进一步揭示了正常细胞和癌细胞之间糖酵解特征的差异。癌细胞依赖有氧糖酵解,能量效率低,大部分能量以热量形式损失。正常细胞主要进行有氧呼吸,将大部分能量储存在ATP中。在葡萄糖条件下,癌细胞在25分钟内温度升高比正常细胞多0.53°C。加入FCCP后,正常细胞的氧化磷酸化被抑制,25分钟时温度升高比癌细胞高1.84°C。该方法在推进细胞温度传感器方面具有重大前景,并为未来代谢机制研究和早期癌症诊断提供了基础。

关键词:无

参考文献: Anal. Chem., 2026https://doi.org/10.1021/acs.analchem.6c02524


Spiropyran-Based Luminescent Polymer Artificial SEI for Interphase Visualization and High-Performance Lithium Metal Batteries#

摘要:酯基电解质具有高离子电导率,但对锂金属的稳定性不足,导致电解质持续分解和锂枝晶生长。本研究提出设计和构建发光聚合物P-FMA作为锂金属负极的人工固体电解质界面。该聚合物整合了独特的螺吡喃衍生物荧光片段、含氟基团和柔性甲氧基乙氧基链段,具有双重功能优势:螺吡喃荧光片段通过其荧光响应提供与电极-电解质界面演变相关的光学读数;同时,含氟基团促进形成具有高机械强度和离子电导率的LiF富集SEI层,而柔性甲氧基乙氧基链段优化了界面相容性。综合而言,这些功能组分协同调节锂离子沉积行为并有效抑制锂枝晶生长。使用P-FMA@Li负极组装的Li||Li对称电池在碳酸酯基电解质中、1 mA cm^-2和1 mAh cm^-2条件下表现出超过1200小时的稳定循环。此外,P-FMA@Li||LiFePO4全电池在480次循环后保留了初始容量的82.2%,与裸锂负极相比,循环稳定性和电化学性能显著改善。该工作为开发结合界面可视化和性能增强的智能SEI材料提供了一种新策略。

关键词:artificial solid electrolyte interphase; fluorescent polymer; lithium metal anode; spiropyran

参考文献: Small, 2026https://doi.org/10.1002/smll.74596


Bis-Tetrazine Fluorogenic(Silicon)-Rhodamine Dyesfor Live-Cell Labeling#

摘要:荧光点击染料是生物正交标记的有价值工具,能够在天然环境中实时可视化生物分子和细胞过程。然而,在单个染料骨架中实现高效淬灭和高荧光开启仍然是一个重大挑战。本文报道了一类基于(硅)-罗丹明在呫吨骨架氨基位点进行结构修饰的荧光点击染料,产生特别短的连接体和高度优化的淬灭态。这种修饰使得单功能和双功能衍生物都能合成。单功能染料与已建立的点击标记策略完全兼容,并表现出卓越的荧光响应,荧光增强高达2个数量级。值得注意的是,双功能衍生物是荧光染料,在生物正交反应后荧光开启比接近3个数量级,使其特别适用于活细胞应用。我们表明短双连接体在可以报告蛋白质大小和动力学的各向异性测量方面具有巨大潜力。我们进一步证明了这些双功能染料在多肽环化中的独特用途,在增强细胞摄取的同时实现了实时可视化。总之,该工作引入了一类多功能染料,显著扩展了点击化学的范围,并将推动活细胞成像以及蛋白质结构和动力学研究中的应用。

关键词:无

参考文献: J. Am. Chem. Soc., 2026https://doi.org/10.1021/jacs.6c04723


Independent rotation design on ESIPT-scaffold for precise fluorescence modulation and trace hydrazine sensing#

摘要:肼是一种剧毒和致癌化学品,广泛用于制药、农用化学品和航空航天工业,由于其持久性和挥发性,对环境安全和人类健康构成重大威胁。因此,迫切需要开发在水相和气相环境中进行肼痕量检测的可靠方法。本文报道了一种基于激发态分子内质子转移平台的荧光开启探针,采用独特的旋转诱导完全能量耗散策略,具有开启/关闭模式有效转换的优势。该探针通过在ESIPT骨架上嵌入双孤立转子进行合理设计,在分子中引入大量旋转自由度和大的二面角扭曲,导致原始辐射跃迁的耗散和发射关闭状态。在分析物与反应性转子特异性结合后,能有效形成刚性六元环并进一步扩展π共轭平面,导致ESIPT的破坏和发射开启状态。该机制实现了从非发射态到高发射态的高效切换,具有近零背景干扰。因此,在水相和气相中均实现了对痕量肼的增强开启检测,理论检测限分别为11.64 nM和26 ppb,并对18种可溶性和11种挥发性物质分别具有理想的抗干扰能力。该策略有望极大地扩展近零背景荧光开启分子设计策略,并为高性能挥发性威胁传感开辟途径。

关键词:Fluorescent probe; ESIPT; Hydrazine sensing; ICT; Hazardous substance

参考文献: Sens. Actuator B-Chem.2026https://doi.org/10.1016/j.snb.2026.140421


Au(I) Complex With an Abnormal Carbene Ligand Shows Anti-Kasha Dual Photoluminescence Emission#

摘要:本文报道了第一个具有异常N-杂环卡宾配体的光活性线性Au(I)配合物Au(aIm)(Cz)。该配合物表现出反Kasha双荧光行为,包括高能短寿命荧光和低能长寿命热激活延迟荧光。反Kasha发射通过快速系间窜越到三线态流形,随后热激活反系间窜越到单线态配体-配体电荷转移激发态而产生。aNHC配体显著减弱了Au在电子跃迁中的介导作用,从而实现双荧光发射。除了其有趣的光物理学外,Au(aIm)(Cz)还展示了作为苯基硫酸盐双模态荧光传感器的实际应用价值,苯基硫酸盐是糖尿病肾损伤的重要标志物。该体系在荧光强度比和寿命方面都表现出大的动态范围,实现对苯基硫酸盐的高选择性稳健检测,优于生物相关干扰物。这些发现确立了异常卡宾配位作为工程光活性线性Au(I)配合物中非常规激发态过程的有力设计策略。

关键词:abnormal carbene; anti-Kasha emission; linear Au(I) complex; phenyl sulfate; TADF

参考文献: Angew. Chem.-Int. Edit., 2026https://doi.org/10.1002/anie.4785732


Versatile Detection of Cellular Protein via Fluorescence Anisotropy#

摘要:蛋白质检测是生命科学研究的基础。本文提出了Cell Lysate Fluorescence Anisotropy,一种通用且易于获得的细胞蛋白质检测替代方法。CFAST通过长寿命triangulenium染料标记的纳米抗体探针的荧光各向异性变化来测量细胞蛋白质水平。离心和核酸酶孵育的最少步骤去除了不需要的细胞组分。我们证明CFAST能够稳健地检测细胞PARP1、MK2和GFP蛋白水平。将小分子孵育和热移与CFAST偶联,通过定量热稳定化靶蛋白来检测细胞蛋白质-小分子相互作用。热移-CFAST成功检测了细胞PARP1和MK2抑制剂结合的剂量依赖性。高通量热移-CFAST筛选鉴定了一种不可成药的转录因子SOX2的小分子结合物。该筛选方法还促成了同时降解膜结合癌基因EGFR和抑制免疫调节靶点HRH1的双功能PROTAC的开发。CFAST是快速的,最短仅需2-3小时即可完成。它也很简便,利用常见实验室设备和价格合理的试剂。我们的工作表明CFAST是增强蛋白质检测以及药物和探针发现的可行替代方法,具有可扩展性、快速和经济性。

关键词:absolute protein quantification; biophysics; drug discovery; fluorescence anisotropy; high-throughput screening; small molecule; target protein

参考文献: Adv. Sci., 2026https://doi.org/10.1002/advs.76141


Synergistically Enhancing Light Harvesting and Mechanical Flexibility for Ultra-Flexible Organic Biosensors#

摘要:超柔性有机光电生物传感器作为下一代可穿戴电子的关键组件,需要器件能够充分收集光、耐受斜照并在弯曲或拉伸下保持机械柔顺性。本文报道了一种结合氯仿:甲醇混合溶液的溶剂蒸气旋涂策略,同时诱导浅岛状表面调制和优化分子堆积。前者改善了光收集并降低了角度敏感性,而后者有助于改善光电性能;两者共同还与增强的机械柔性相关。因此,基于该策略的有机光伏在刚性基底上实现了20.28%的功率转换效率;更重要的是,超柔性器件表现出19.03%的创纪录PCE,同时具有改进的机械鲁棒性和降低的角度敏感性。对于有机光电探测器,增强的光收集转化为在320-920 nm范围内超过10^13 Jones的高比探测率,响应时间<10 μs。最后,我们首次通过集成OPV模块、有机发光二极管和OPD展示了顶照/顶发射超柔性光电容积脉搏波传感器,能够准确记录皮肤上的脉搏信号。该研究为协同优化有机光电器件的功率输出、检测灵敏度和机械延展性提供了有前景的途径,适用于实际应用。

关键词:biosensor; energy conversion efficiency; materials science; optoelectronics; photodetector; photoplethysmogram; photovoltaics

参考文献: Adv. Mater., 2026https://doi.org/10.1002/adma.74032


Selective Growth of Bulk-Like Perovskite in Plasmonic Nanoholes for Enhanced Two-Photon-Excited Emission#

摘要:混合钙钛矿-等离激元体系中的等离激元增强非线性光学现象为光电探测、生物成像和量子光源提供了重要机遇。然而,在受限的等离激元热点内实现发光材料的均匀生长仍然具有挑战性,因为传统的表面沉积或渗透方法无法有效填充纳米空腔。为解决这一问题,我们提出了真空辅助毛细管渗透策略,将前驱体溶液输送到金纳米孔阵列中,实现在等离激元空腔内的原位结晶。该工作展示了通过精确渗透和受控结晶在NHs内部选择性地生长类体相溴化铯铅。通过将毛细效应与真空压力相结合,该方法确保了超越传统方法的均匀填充。CsPbBr3的成功整合通过剥离技术和结构/化学分析得到证实。电磁模拟预测800 nm处的平均场增强为|E/E0| ≈ 2.80,与实验观察到的约40倍双光子吸收诱导绿色发射增强一致。与先前采用量子点、稀土掺杂晶体或有机发色团的双光子吸收体系不同,该方法将类体相钙钛矿直接整合到等离激元NH空腔中。这为等离激元和纳米光子学中的材料-结构整合建立了一个通用框架,并为红外光电探测、高分辨率非线性成像和量子光源奠定了基础。

关键词:halide perovskite (CsPbBr3); in situ crystallization; nanohole metasurface; peel-off technique; plasmonics; two-photon absorption

参考文献: Adv. Mater., 2026https://doi.org/10.1002/adma.73835


Interface-Directed High Fluorescence Efficiency Two-Dimensional Molecular Crystals With Surface-Exposed Active Sites#

摘要:二维分子晶体因其超高表面体积比而在许多应用中具有显著优势。尽管如此,控制二维晶体的取向生长以暴露更多活性位点仍然是一个挑战。本文开发了一种结合分子设计与界面组装的策略,实现了Me-FBSe二维晶体的取向形成。独特的是,该结构保留了晶体态固有的高光致发光量子产率,同时确保了活性位点的高密度表面暴露。高发光效率和可及活性位点的整合实现了50 ppb二甲硫醚蒸气的超灵敏检测。值得注意的是,该传感材料可通过顶空气体分析检测水环境中的DMS,最低可检测浓度为100 ppb,证明了其在实际监测应用中的可靠性。该工作为高性能传感器中官能团的方向性暴露建立了一种新策略。

关键词:chalcogen bonding; crystal engineering; dimethyl sulfide (DMS); fluorescence sensing; two-dimensional (2D) molecular crystals

参考文献: Adv. Sci., 2026https://doi.org/10.1002/advs.76473


Acceptor unit optimization of fluorene-based polymers in micelle-encapsulated nanoparticles for enhanced photocatalytic hydrogen evolution#

摘要:作为经典的蓝色荧光发色团,芴单元已被广泛应用于有机光电功能材料的合理设计和制造中。本工作通过Suzuki聚合合成了三种芴基共轭聚合物(PF、PFT和PFSBT),通过调整主链共聚单体单元来调控其给体-受体特性。合理的分子调控有效优化了聚合物链的电子分布、能级排列和光电性质,使其在光催化制氢方面具有巨大潜力。进一步采用F127辅助共包封方法构建了全聚合物体异质结纳米颗粒。形成的给体-受体复合材料表现出互补的紫外-可见光吸收,实现了从低效率给体聚合物到高性能PFSBT受体的高效光子转移。这种行为有效拓宽了光谱响应范围并提高了太阳光子利用率。得益于异质结纳米颗粒中紧密的界面接触,实现了高效的激子迁移和转移。即使在等质量条件下且单组分负载减少,优化的PF/PFSBT异质结仍实现了14.947 mmol h^-1 g^-1的显著制氢速率,是纯PF的18.8倍,比原始PFSBT高40%。此外,PF/PFSBT和PFT/PFSBT异质结的累积产氢量分别比其单组分平均值的1.75倍和2.34倍。该研究为高效全聚合物光催化剂的设计和制备提供了可靠策略。

关键词:Polymer nanoparticles; Fluorescent; Hydrogen evolution

参考文献: Dyes Pigment.2026https://doi.org/10.1016/j.dyepig.2026.113983


Deep learning-empowered Raman spectroscopy for gastric cancer diagnosis: a review of data pipelines and algorithms#

摘要:拉曼光谱作为一种无标记工具,通过捕捉恶性转化的分子指纹正在成为胃癌诊断的新方法。然而,弱散射、强荧光背景、解剖异质性和有限注释数据集限制了其向常规内镜实践的转化。本综述从数据流程的角度审视了深度学习与拉曼光谱的整合。我们分析了核心数据挑战,并总结了用于去噪、基线校正和光谱重建的基于学习的预处理策略。然后回顾了数据增强方法,特别是针对小样本和类别不平衡问题的生成模型。主要深度学习架构按分析角色分类:卷积网络提取局部光谱模式,循环模型捕捉生化序列依赖性,基于Transformer的模型支持全局上下文建模和可解释可视化。证据表明明显向数据为中心的端到端表示学习转变。未来工作应将可解释AI与校准转移、域适应、标准化验证和前瞻性多中心评估相结合,以实现临床光学活检。

关键词:无

参考文献: Analyst, 2026https://doi.org/10.1039/d6an00642f


Intravital Multimodal Imaging of Human Cortical Organoid Transplantation in a Mouse Model of Chronic Stroke#

摘要:慢性卒中造成持久的神经功能缺损,而基于人诱导多能干细胞来源的皮层类器官的实验策略由于缺乏体内纵向移植物监测工具而受到限制。本文介绍了器官追踪多模态成像平台,整合了MRI、生物发光成像、手术显微镜和活体双光子荧光显微镜,用于监测慢性卒中病变小鼠中的CO移植。MIPOT能够确认初始移植物在清理后的梗死腔内的放置,纵向评估与活力相关的生物发光信号,以及高分辨率可视化移植物来源的细胞和短期细胞动力学。生物发光成像显示移植物相关信号逐渐下降,至两周时稳定在约25%,而终点组织学证实后期时间点人移植物来源细胞的有限存续。总之,MIPOT为监测受损大脑中的类器官移植提供了一个多模态框架,并支持未来优化移植物存活、成熟和宿主-移植物整合。

关键词:brain organoids; MRI; multimodal intravital imaging; stroke; two-photon microscopy

参考文献: Adv. Sci., 2026https://doi.org/10.1002/advs.202515913


Long-RangeExciton Transport in Anthracene-Based SupramolecularMesostructures and Its Control by Surface Plasmons#

摘要:高效单线态激子传输对于光电应用至关重要,但在有机固体中,激子扩散限于数十纳米。我们研究了由9,10-双(苯乙炔基)蒽衍生物自组装的超分子纳米纤维中的激子传输,这些衍生物以亲水性树突结构封端。氢键决定了纳米纤维结构并诱导BPEA发色团的J-聚集体特征。位置依赖的荧光寿命揭示激子扩散长度高达350 nm,扩散系数高达0.7 cm^2/s,是有机固体中报道的最高值之一。量子化学计算与激子扩散模拟相结合,定性地再现了光谱性质和扩散行为。结构刚性、超过2-3个单体的激子离域以及局域激发态和电荷转移态的混合被认为是实现长程传输的因素。此外,等离激元纳米孔金基底将激子传输增强了2倍以上,纳米纤维取向揭示了局域电场在Förster型激子传输的等离激元增强中的作用。

关键词:exciton diffusion; supramolecular fibers; plasmonenhanced FRET; charge-transfer states

参考文献: Nano Lett., 2026https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.6c02411


Label-Free SingleProtein Dynamics Revealed by Metasurface-EnhancedRaman Spectroscopy#

摘要:生物医学科学中的一个主要挑战是直接观察单个蛋白质在与药物分子、配体和其他生物分子相互作用时的构象动力学。这一限制阻碍了对药物结合和转运以及蛋白质功能调控所必需的自由能景观的获取。现有的单分子实验技术依赖于可能扰动自由能景观的标记或系留,或缺乏结构分辨率。本文提出了一个工程化等离激元超表面平台,利用超表面增强拉曼光谱实现单个蛋白质构象自由能景观的无标记映射。凭借单分子灵敏度,我们解析了牛血清白蛋白在与各种类药官能团在不同pH条件下相互作用时所采用的主要二级结构。我们构建了自由能景观和过渡路径,揭示了α螺旋与β折叠或随机线圈之间的相互转换概率。这些结果揭示了对静电相互作用和化学功能对构象能量景观的协同作用的新见解。我们的方法建立了一个研究蛋白质功能、药物筛选和测试以及蛋白质-配体相互作用的平台。

关键词:energy landscape; singleprotein dynamics; label-free biosensing; plasmonicmetasurface; Ramanspectroscopy

参考文献: ACS Nano, 2026https://doi.org/10.1021/acsnano.6c04055


Triple-Microenvironment Decoding Enables Logic-Unlocked Precision Photoimmunotherapy#

摘要:实现细胞焦亡和铁死亡肿瘤特异性激活在癌症免疫治疗中具有巨大前景,然而目前能够诱导这种双重效应的光敏剂主要以”始终开启”模式运行并依赖可见光激发,限制了精确性和组织穿透深度。本文报道了RPIB-Cys,一种自组装的三重锁定近红外I型光敏剂,在三阴性乳腺癌的线粒体微环境中被激活之前保持光失活状态。该分子被智能地工程设计,使其光活性仅在高粘度、碱性pH和高半胱氨酸水平——癌症线粒体的三个标志性特征——的协同刺激下恢复。解锁同时实现了近红外荧光/光声成像和高效I型活性氧生成。由此产生的光诱导氧化应激通过谷胱甘肽耗竭和谷胱甘肽过氧化物酶4失活触发铁死亡,同时通过gasdermin D裂解诱导细胞焦亡。这种空间控制的双重免疫原性细胞死亡将冷TNBC转化为炎症肿瘤,代表了首个多响应激活型I型光敏剂,独特地整合了多模态成像与细胞焦亡和铁死亡的同步诱导,用于精确光免疫治疗。

关键词:ferroptosis; mitochondria; pyroptosis; triple-locked activation; type-I photosensitizer

参考文献: Angew. Chem.-Int. Edit.2026https://doi.org/10.1002/anie.3280921


Enhanced Antibacterial Properties of Lyotropic Liquid Crystalline Nanoparticles via Curvature Modulation#

摘要:溶致液晶纳米颗粒,包括立方体,作为抗菌纳米材料受到越来越多的研究,因为非层状脂质纳米颗粒可以与生物膜融合、交换脂质,并改善抗菌递送或抗生素联合治疗。然而,先前的研究主要涉及融合、摄取、包封或有效载荷稳定化,而非测试保留的内部曲率是否可以作为匹配LCNP系列中抗菌增强的设计变量进行分离。本文从相同的植物三醇/DPPS脂质体系中生成了层状囊泡、原始立方体和金刚石立方体。当与游离达托霉素联合使用时,而非用作载药载体,这些LCNP表现出对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的曲率依赖性增强层次:囊泡< P-立方体< D-立方体。荧光成像、电子显微镜和中子反射测量显示,随着曲率负性增加,膜缔合、脂质提取和双层破坏逐渐增强。在使用次优达托霉素方案的鼠菌血症模型中,相同的曲率依赖性功效趋势在体内得到保留,提供了概念验证支持而非治疗验证。该研究在匹配的抗菌LCNP体系中提供了直接实验证据,证明保留的内部曲率调控膜重塑并增强达托霉素对MRSA的功效。

关键词:antimicrobials; Gaussian curvature; lyotropic liquid crystalline nanoparticles; nanostructures; structure-activity relationship

参考文献: Adv. Sci.2026https://doi.org/10.1002/advs.76516


Reprogramming the Immunosuppressive Microenvironment in Triple-Negative Breast Cancer via FAP-Targeted Nanoprobes for Multimodal Imaging and Photothermal Therapy#

摘要:三阴性乳腺癌因其侵袭行为、高转移可能性和缺乏特异性治疗靶点而构成重大临床挑战。免疫抑制肿瘤微环境,主要通过癌症相关成纤维细胞通过成纤维细胞激活蛋白介导的细胞外基质重塑和细胞因子分泌而影响,导致TNBC对免疫治疗的耐药性。为应对这一挑战,我们开发了FAP靶向纳米探针,整合了第二近红外荧光/磁共振/光声成像能力以及高效近红外二区光热转换,用于精准诊疗。该平台实现了三管齐下的治疗方法:(1)选择性消融CAFs和瓦解ECM以克服物理屏障;(2)通过释放损伤相关分子模式时空诱导免疫原性细胞死亡;(3)肿瘤相关中性粒细胞向抗肿瘤N1表型的功能性复极化。当与抗PD-1疗法联合使用时,该策略通过增强细胞毒性T淋巴细胞的浸润实现了原发和远端肿瘤超过80%的抑制。总之,这些效应促进了长期抗肿瘤免疫记忆的建立,有助于肿瘤根除并防止肿瘤复发。

关键词:cancer-associated fibroblasts; immunotherapy; photothermal therapy; triple-negative breast cancer

参考文献: Adv. Mater.2026https://doi.org/10.1002/adma.74089


A Label-Free Ultraviolet Photoacoustic Microscopy Enables Nuclear Imaging and Toxicity Assessment in an Intact Brain Organoid#

摘要:胎儿酒精谱系障碍由产前乙醇暴露引起,导致发育性脑异常。人诱导多能干细胞来源的皮层类器官为研究此类神经毒性效应提供了生理相关模型。然而,核形态的准确成像——细胞毒性和发育损伤的关键指标——仍然困难。传统的荧光技术依赖于染色和切片,限制了通量并可能改变天然结构。本文提出了紫外光声显微镜系统,以266 nm激发靶向内源性核酸,实现278 nm的横向分辨率,足以原位分辨单个细胞核。该系统整合了精确的z轴扫描用于焦平面校准,实现了对3D完整活类器官内亚体积的高分辨率深度分辨成像,无需物理切片。使用EtOH处理的皮层类器官作为FASD相关神经毒性模型,我们观察到核面积、直径和圆度分别显著减少46.1%、20.8%和6.0%,表明与凋亡和神经发育受损一致的结构损伤。该方法首次展示了完整活脑类器官中的无标记核成像,为探测疾病相关表型、加速药物筛选和在神经发育障碍模型中进行早期毒性评估提供了一个稳健且无需制备的平台。

关键词:brain organoid; label-free imaging; photoacoustic microscopy; single cell imaging

参考文献: Small, 2026https://doi.org/10.1002/smll.202600048


Construction of a Glutathione-Gated Intelligent Nanoclassifier for Spatioselective Visualization of Dual CircRNAs and Synergistic Photodynamic Therapy#

摘要:环状RNA是肿瘤发生和进展的关键内源调控因子,其高度的种间多样性和强序列同源性对活细胞中多种circRNA变体的同时区分构成了巨大挑战。本文通过将二硫键修饰的催化发夹组装探针组装到可编程的十字形框架纳米颗粒上,构建了一种智能纳米分类器,用于双circRNA的空间选择性可视化和协同光动力治疗。进入癌细胞后,GSH裂解二硫键以启动多轮circRNA驱动的循环CHA级联反应,诱导光敏剂/BHQ3和Cy3/BHQ2对的空间分离,从而恢复PS光动力活性和Cy3荧光信号。释放的PS在光照下可产生大量单线态氧,诱导氧化损伤和凋亡。该智能纳米分类器实现了circCDYL和circHIPK3的attomolar级体外检测和活细胞中circCDYL与circHIPK3的同时成像。它能够以单细胞灵敏度定量circRNA水平,以单碱基分辨率区分circRNA与错配变体,甚至在整个临床谱系中以100%准确率诊断乳腺癌/肺癌。此外,它还能实时追踪活细胞和MCF-7荷瘤裸鼠中的circRNA动态,并通过协同光动力激活显著增强治疗效果,在临床诊断和治疗中具有广阔的应用前景。

关键词:cancer diagnosis and staging; circular RNA; intelligent nanoclassifier; photodynamic therapy; spatioselective visualization

参考文献: Angew. Chem.-Int. Edit.2026https://doi.org/10.1002/anie.6302768


HarnessingChemical and Light Energy for ControlledMechanical Deformation in Rigid Polymersomes#

摘要:将生化或光输入分子转导为机械响应——这是广泛基本生物学功能的基础——在合成组装体中仍极具挑战性,难以实现可编程精度。本文报道了具有刺激可裂解聚碳酸酯双层的刚性聚合物囊泡,在化学或光触发下经历可编程形状转变,包括单向伸长、内陷和分解。这些动态形态和微观结构变化通过共聚焦显微镜结合荧光探针分析进行原位监测。机制上,化学能的局部耗散在聚合物囊泡膜上建立了反应梯度。在触发疏水嵌段裂解为较小片段后,这些梯度促进了跨膜不对称性、渗透性增强和曲率调节,从而决定了转变路径。由此产生的行为受化学燃料的径向扩散、通过裂解反应的消耗以及跨双层膜表面积和曲率不对称性产生之间的相互作用控制。同时,光输入在单聚合物囊泡水平上实现了变形的精确时空控制,包括让人联想到细胞内吞作用的定向内陷。通过将光触发变形与多价分子识别相结合,我们进一步建立了通过可编程人工内吞作用实现靶向纳米颗粒内化的策略。该工作为将化学和光能转化为分子裂解事件,进一步转化为实时的微观机械运动提供了一个通用框架,为响应性软物质工程和仿生功能提供了一个多功能平台。

关键词:无

参考文献: J. Am. Chem. Soc.2026https://doi.org/10.1021/jacs.6c08276


Thiol-ene click chemistry-mediated dual-crosslinked poly(eutectic) elastomers for integrated photoluminescence, dynamic sensing, and triboelectric nanogenerators#

摘要:为解决聚共晶弹性体的固有局限性,包括低机械强度、有限功能性和石墨烯量子点在极性基质中的分散性差,我们开发了一种双交联聚共晶弹性体,通过”硫醇-烯”点击化学和原位紫外聚合,用二硫醇功能化GQDs增强。通过改进的干热法合成的Dit-GQDs显示出均匀的准球形形态(平均直径约4.75 nm)和高荧光量子产率(83.95%)。“硫醇-烯”反应的共价交联和非共价相互作用(包括氢键、静电相互作用、阳离子-π和π-π堆积)的组合,显著增强了PDES-GQDs(0.04)弹性体的机械性能,实现了5.64 MPa的拉伸强度和675%的断裂伸长率。除机械增强外,该弹性体还表现出良好的离子电导率(32.26 × 10^-3 mS/cm)、室温下0.04秒内的快速电自修复、宽温度耐受性(-30至60°C)、良好的低温循环稳定性(-30°C下21,000次循环,固定应变为5%)和固有的抗菌活性。利用这些特性,我们制造了柔性应变传感器、多模式光电信息加密系统和能够为小型电子设备供电的摩擦电纳米发电机。该工作为工程化具有集成机械、电气和功能能力的高性能聚共晶弹性体提供了一种通用策略,适用于可穿戴电子设备和信息安全技术。

关键词:Deep eutectic solvent; Flexible elastomers; Dithiol-functionalized graphene quantum dots; Thiol-ene click chemistry; Dual-crosslinking network

参考文献: Chem. Eng. J.2026https://doi.org/10.1016/j.cej.2026.178922


Tyrosine StickersRegulate Phase Separation and HierarchicalAssembly of Silk Fibroin Nanoclusters#

摘要:丝蛋白是高性能天然生物材料,其性质源于严格调控的分层自组装。虽然液-液相分离越来越被认为是丝纤维形成的前体,但连接相行为与下游组装的残基水平相互作用仍不清楚。本文使用丝素蛋白作为低复杂度模型,通过粘附剂-间隔基架构来定义特定氨基酸如何调控相分离。生物信息学分析揭示丝素蛋白本质上是无序的,序列多样性有限,由散布着酪氨酸残基的柔性间隔基主导。粗粒化单链和多链模拟表明酪氨酸含量和模式控制链压缩、凝聚体稳定性和簇动力学。中等酪氨酸密度促进动态LLPS,而芳香族含量不足或过多则抑制缩合或驱动类似聚集的行为,将酪氨酸确定为调控相行为的主要粘附剂残基。实验上,我们使用l-精氨酸调节酪氨酸介导的相互作用。光谱和胶体测量表明l-精氨酸在不发生全局变性的情况下破坏芳香族簇集,抑制相分离、抑制纳米簇形成、降低粘度并增强热和胶体稳定性。显微镜和纳米颗粒追踪进一步揭示了可逆的无定形凝聚体和不可逆的聚集纳米组装状态,酪氨酸相互作用调控它们之间的转变。总之,这些结果确立了酪氨酸介导的芳香族相互作用作为丝素蛋白LLPS和分层组装的核心分子驱动因素。通过证明这些相互作用可以被选择性和可逆地调控,该工作为控制丝自组装提供了机制框架和实践策略,为丝基和合成蛋白质生物材料的设计和稳定化提供了指导。

关键词:proteins; silk; tyrosine; sticker-spacer; intrinsically disordered; phase separation; biomaterials

参考文献: ACS Nano, 2026https://doi.org/10.1021/acsnano.6c02752


新型荧光探针与传感#

荧光传感技术在本期继续向更高灵敏度、更好选择性和更广泛应用场景发展。从粘性检测到气体传感,从环境污染物监测到生物标志物识别,研究者们通过巧妙的分子设计实现了对多种分析物的精准响应。

Small-molecule D-Π-A fluorescent probes for viscosity detection and its applications in cooking oils, food spoilage, and cell imaging#

摘要:本研究提出了一系列基于TCF的给体-π-受体荧光探针,用于粘度传感。这些探针在含水介质中表现出高达233 nm的极大斯托克斯位移远红至近红外发射(650-900 nm),最大限度地减少了复杂环境中的背景干扰并增强了检测灵敏度。在合成的探针中,TCF-OH、TCF-NMe2、TCF-tri-OMe和TCF-3-IND表现出最高的粘度敏感性,这归因于粘性介质中分子内旋转的受限。这些探针还表现出宽pH耐受性、优异的特异性和高光稳定性,突显了其在实际传感应用中的适用性。其多功能性通过监测六种食用油的热降解、评估苹果汁的腐败以及无需样品前处理即可成像癌细胞中的细胞内粘度得到证明。其中,TCF-3-IND表现出最高的传感性能,在氧化加热的葵花籽油中提供高达141.6倍的荧光增强,而TCF-NMe2在A549细胞中实现双通道细胞内粘度成像,红色发射通道中有2.6倍的荧光增强。计算研究进一步证实了实验观察结果,并为这些探针的光物理行为提供了机制见解。该工作表明TCF基荧光探针为实时粘度传感提供了一种简单、灵敏和多功能的平台,在食品质量监测和生物医学成像中具有广阔的应用前景。

关键词:Cooking oil; Cancer cell imaging; Fluorescent probe; Food spoilage; Viscosity sensing

参考文献: Dyes Pigment.2026https://doi.org/10.1016/j.dyepig.2026.113990


Fluorescent Detectionof Aqueous N-Nitrosodimethylamine via PhotochemicalTransformation andAffinity Capture#

摘要:N-亚硝基二甲胺是一种水溶性致癌物,通常使用与色谱分离联用的质谱法进行定量,这需要广泛的样品制备和精密仪器。本文报道了一种用于水介质中NDMA的荧光检测策略,用亲和捕获取代了基于柱的分离。NDMA的光化学转化,随后与生物素化聚合物试剂反应,生成生物素标记的荧光产物,可通过链霉亲和素-生物素相互作用进行选择性富集,实现分析信号与背景的有效分离。该检测完全在水相中进行,无需样品前处理、预浓缩或溶剂交换。在优化条件下,使用仅100 μL样品在板式格式中实现定量检测,检测限为235 ppb。化学转化在22分钟内完成,随后通过链霉亲和素包被的琼脂糖珠或板进行快速亲和捕获。该方法通过光谱表征、选择性捕获实验和定量分析进行了严格验证,并在加标商业水样品中表现出一致的性能。这些结果建立了一个化学定义的平台,用于不依赖色谱的光学NDMA检测,并为进一步开发基于链霉亲和素功能化固相的可扩展传感格式奠定了基础。

关键词:无

参考文献: J. Am. Chem. Soc.2026https://doi.org/10.1021/jacs.6c06695


Structural Engineering of Cyanine Dyes to Access Shortwave Infrared-Emissive J-Aggregates#

摘要:在近红外和短波红外波长下吸收和发射光的低成本、安全材料对于光通信、传感器和诊断具有重要价值。进入近红外/短波红外区域的一个有前景的途径是将发色团自组装成J-聚集体。然而,具有近红外和短波红外发射的二维或管状J-聚集体的分子设计具有挑战性,因为微小的单体变化可能极大地影响所得聚集体的形态和光物理性质。通过合成四种在聚次甲基链上具有递增空间位阻的新七甲川苯并噻唑染料,我们合理设计了短波红外发射的二维J-聚集体。增加空间位阻极大地改变了自组装中间相和光物理性质,导致每种染料出现前所未有的3-4种不同聚集体。我们分离了总共十三种新的近红外/短波红外聚集体,其中九种表现出室温发射。令人兴奋的是,其中一种聚集体还显示出管状形态——这是首个被表征的短波红外管状聚集体。一系列相互转化研究、结构表征和建模为每种中间相的分子堆积排列提供了见解。对J-聚集体中间相的深入理解使我们能够通过选择性激发单体荧光团和不同聚集体结构,使用单一发色团骨架进行四色成像。总体而言,该工作展示了一种通过超分子聚集进入近红外/短波红外发射的合理设计策略,并强调了对长波长J-聚集体的基本理解所带来的能量传输和多路成像机遇。

关键词:无

参考文献: J. Am. Chem. Soc.2026https://doi.org/10.1021/jacs.5c22031


Ultrafast Accessto Indole-Fused Isocoumarin withTunable Emission via Cascade Dual C-H/C-H Cross-Coupling#

摘要:在串联环化中使用吲哚作为合成子构建多环骨架仍然具有挑战性,因为其氧化二聚化倾向。本文报道了一种超快(5分钟)的Ir/Cu催化串联氧化[4+2]环化反应,将芳香酸与吲哚偶联,得到具有可调荧光的平面吲哚并异色烯。该转化涉及顺序的分子间CDC(具有吲哚的独家C3选择性)和分子内CDC。值得注意的是,产物可以轻松转化为3-螺环吲哚酮,表现出溶剂和浓度依赖的荧光发射特性

关键词:无

参考文献: Org. Lett.2026https://doi.org/10.1021/acs.orglett.6c02266


FluorinatedSilicon Quantum Dots for Broad-SpectrumFluorescence Detection of Pyrethroids via Structure-performanceEnhancement#

摘要:拟除虫菊酯的广泛使用及其生物积累潜力促使开发快速、广谱和可现场部署的监测工具。本文开发了一种使用氟化硅量子点检测拟除虫菊酯的新传感策略,通过靶向其通用降解产物3-苯氧基苯甲醛来实现。用3,5-二氟苯肼修饰的FSiQDs通过席夫碱介导的静态淬灭机制对3-PBD表现出优越的淬灭率(71.32%)。在优化条件下,该传感器在10分钟响应时间内实现了0.28 μM的检测限。为促进现场分析,设计了一种集成便携式荧光检测器,在太湖、阳澄湖和澄湖的水样中表现出可靠的性能,回收率在96.96%至102.67%之间。该工作首次将氟掺杂SiQDs用于荧光传感,为复杂环境和食品基质中农药残留的快速、广谱筛查提供了一种实用解决方案。

关键词:无

参考文献: Anal. Chem.2026https://doi.org/10.1021/acs.analchem.6c03416


其他相关研究#

本类别收录了与荧光技术交叉的其他前沿研究方向,包括DNA纳米技术、拉曼光谱诊断、CRISPR生物传感和微流控技术等。这些研究展示了荧光技术在更广阔科学领域中的应用潜力。

NanowrinkledInterface-Coupled Metaphase ChromosomeSpreading and Nanoscale Conformability#

摘要:染色体铺展是核型和荧光分析的关键步骤,但由于操作者依赖性变异性,常遭受有限分散、染色体重叠和形态扭曲的困扰。本文引入了一种各向异性的纳米褶皱PDMS基底,通过各向异性润湿和飞溅辅助传输调节液滴撞击动力学,增强了染色体铺展。与平面基底相比,单轴皱褶几何结构促进了固定液滴的侧向再分布,导致更广泛的染色体分散、更强的定向铺展和改善的染色单体分离。高分辨率原子力显微镜揭示了沉积在褶皱PDMS上的染色体表面存在细微但可重现的纳米尺度调制,与吸附过程中底层皱褶浮雕的部分转录一致。这些调制的特征间距(约300-500 nm)与皱褶周期匹配,在此被解释为基底耦合的纳米尺度柔顺性。总之,这些发现确立了纳米褶皱PDMS作为受控染色体沉积的实用、可调谐平台,并进一步表明工程化纳米尺度界面可以在吸附过程中引发中期染色体的纳米尺度柔顺性。

关键词:metaphase chromosome; nanowrinkle; chromosomespreading; atomic force microscopy; nanoscale conformability

参考文献: ACS Nano2026https://doi.org/10.1021/acsnano.6c06876


Isosteric Engineering of Enzymes: Overcoming Activity-Stability Trade-Offs by Site-Selective CH → N Substitutions#

摘要:工业规模使用的酶通常经过工程改造以获得最佳性能。然而,使用二十种经典蛋白氨基酸的详尽突变筛选迅速达到进化上限,活性的增益会损害热稳定性等其他关键性质。虽然非经典氨基酸扩展了化学空间,但大多数在工业规模上成本高昂且显著扰动结构。在此,我们证明了高度优化的PET水解酶的进化上限可以通过氮杂色氨酸打破,这些氮杂色氨酸(i)与其经典色氨酸差异极小,(ii)可遗传编码,(iii)可由廉价前体通过酶法生物合成高产率生产。首次描述了4-氮杂色氨酸、5-氮杂色氨酸和6-氮杂色氨酸的遗传编码系统,实现了增强催化活性同时保持热稳定性的单一位点选择性等排CH→N取代。6AW的荧光提供了侧链溶剂暴露的独特灵敏报告因子,这对PETase活性至关重要,并且在五种不同的PETase中显示出差异。此外,含氮杂色氨酸的酶生产成本低廉。为基准测试PETase活性,引入了一种快速荧光动力学检测方法PETra,使用可溶性底物提供一致性和可重复性,且与固体PET的水解有很强的相关性。

关键词:genetic code expansion; noncanonical amino acids; PET hydrolases; protein engineering; pyrrolysyl-tRNA synthetase

参考文献: Angew. Chem.-Int. Edit.2026https://doi.org/10.1002/anie.8993497


Developing digital PCR technologies based on wettable substrates#

摘要:自1985年聚合酶链式反应发明以来,该技术已从定性PCR发展到实时荧光定量PCR,最终发展到数字PCR。值得注意的是,基于可润湿底物的dPCR由于其优势而引起了广泛关注和应用,这些优势包括自动化液滴操控、低试剂消耗、最小交叉污染和绝对核酸定量能力。本综述追溯了PCR的历史,重点关注数字核酸检测技术。随后,讨论了工程化可润湿底物的三种策略:表面粗糙化、表面改性和表面图案化。此外,还介绍了该技术在生物医学中的应用。最后,总结了该技术面临的挑战,并概述了材料创新、人工智能辅助分析和便携式即时检测平台开发等未来方向。

关键词:无

参考文献: Analyst2026https://doi.org/10.1039/d6an00456c


Direct Cytosolic Delivery of Amphiphilic Framework Nucleic Acids for RNA Interference#

摘要:核酸分子机器的有效胞质递送由于细胞膜和内体隔离的双重障碍而仍然是一个重大挑战。本文报道了一类两亲性框架核酸,能够通过不依赖能量的脂质膜穿越实现直接胞质递送。在几种设计的几何结构中,用单个胆固醇分子功能化的刚性棒状六螺旋束表现出优越的细胞结合和内化。我们发现该ampFNA可以通过胆固醇依赖的脂筏介导途径进入细胞,能够绕过内体捕获。与商业转染试剂Lipofectamine 3000相比,ampFNA平台表现出减少的溶酶体捕获。在递送小干扰RNA时,ampFNA介导的EGFP基因沉默效率与Lipo3000相当。通过靶向前癌基因Bcl-2,ampFNA在肿瘤细胞群体中诱导了31.3%的凋亡率。我们的工作将ampFNA确立为一个可编程、高效且生物相容的平台,用于开发下一代智能核酸递送机器,用于精准医疗。

关键词:cytosolic delivery; DNA nanotechnology; framework nucleic acid

参考文献: Angew. Chem.-Int. Edit.2026https://doi.org/10.1002/anie.2843858


Structure-encoding synchronously tailoring mechanical robustness and fluorescent information of waterborne polyurethane elastomers toward application in fluorescent actuators#

摘要:在单一材料内实现机械性能和荧光响应的协同调控依赖于其固有的分子运动机制。本文提出了一种双扩链剂结构编码策略,以实现水性聚氨酯弹性体机械性能和荧光信息的固有耦合与同步调控。该策略通过协同引入刚性、青色发射的扩链剂和柔性扩链剂到聚氨酯主链中,同时在链端插入红色发射单元来实现。PBA/DDH摩尔比被确立为结构编码参数,调节链段运动和荧光单元发射微环境,从而在分子水平上将机械响应与光学输出偶联。基于上述机理所得弹性体不仅表现出卓越的机械性能(拉伸强度高达80 MPa,韧性364.8 MJ m^-3,断裂能135.9 kJ m^-2,穿刺能118.6 mJ),还具有从蓝色到青色的可编程荧光响应。此外,该材料在器件层面表现出优异的操作可靠性,所构建的荧光致动器在外部刺激下具有可重构性和动态加密能力。该工作建立了一个以结构编码参数为中心的统一定义范式,为智能荧光弹性体提供了一种新策略。

关键词:Structural encoding; Dual chain-extenders; Waterborne polyurethane; Remarkable mechanical properties; Adjustable fluorescence output

参考文献: Chem. Eng. J.2026https://doi.org/10.1016/j.cej.2026.178895


Influence of positional isomerism and connector nature on the optical properties of benzothiadiazole-based push-pull chromophores#

摘要:本研究报告了对一系列基于3-取代吲唑作为给体和苯并噻二唑单元作为受体的推拉发色团光学性质的系统研究,其中连接体的性质和苯并噻二唑单元的位置异构性有所变化。重点研究了这些微妙的结构修饰如何影响光学性质——包括溶剂化变色、荧光和单线态氧生成量子产率。最终,这些化合物在活细胞成像中进行了评估,展示了其作为生物探针开发的多功能平台的潜力。

关键词:无

参考文献: Dyes Pigment.2026https://doi.org/10.1016/j.dyepig.2026.113934


Visible-light-driven access to Benzo[c]coumarins and a stable cyclohexene-fused intermediate as a robust photocage: From photocatalysis to photolysis#

摘要:苯并[c]香豆素代表了一类重要的药理学活性骨架。然而,通过可见光光催化合成通常依赖于预官能化的联芳基前体,原子经济的级联方法构建环稠合结构相对未被探索。本文描述了一种Ru(II)催化的自由基级联反应,涉及高炔丙醇-四氢香豆素和芳基磺酰肼,其中反应途径根据溶剂选择而发散。在MeCN中,该序列以高达82%的产率提供磺酰基官能化的苯并[c]香豆素,而DMF促进形成稳定的羟基化环己烯稠合中间体IM-2c。通过单晶XRD分析和DFT计算进行结构表征揭示,多烯型π*特征使IM-2c的LUMO稳定化0.417 eV,相对于苯并[c]香豆素产物产生显著的65 nm红移。基于这种独特的电子轮廓,IM-2c被修饰为对甲氧基苯甲酰酯,作为稳健的光笼。蓝光照射触发快速的光消除(k = 0.1618 s^-1,t1/2 ≈ 4.3 s),光解量子产率为0.21,同时再生苯并[c]香豆素发色团。光解过程还通过蓝移和荧光关闭读数提供自报告信号。该整合策略在统一的香豆素基平台内简化了复杂骨架的构建及其在可见光触发货物释放中的应用。

关键词:无

参考文献: Dyes Pigment.2026https://doi.org/10.1016/j.dyepig.2026.113989


Humic acid-mediated biomineralization of high-purity struvite from copper-containing wastewater for phosphorus recovery#

摘要:磷回收对于可持续营养管理至关重要,但传统的鸟粪石沉淀通常需要升高的pH值和严格控制进水化学。这一限制在金属污染废水中更加明显,其中重金属抑制微生物活性并损害产物纯度。本文研究了Bacillus cereus LB-9在含铜合成猪废水中的鸟粪石生物矿化,废水含205.35 mM总氮、7.12 mM总磷和高达0.8 mM的CuSO4。在0.8 mM Cu胁迫下,细菌生长受到抑制,pH升高延迟,但鸟粪石产率从47.33增加到63.33 mg/L。回收产物达到96-98%的鸟粪石纯度,仅含0-39.6 mg/kg Cu。三维荧光和胞外聚合物分析表明,Cu胁迫增加了腐殖质类物质。Cu分布、XPS和DFT结果表明这些物质通过含氧官能团结合Cu,并限制了Cu掺入鸟粪石。转录组和代谢组分析进一步鉴定了与三羧酸循环、氨基酸生物合成和Cu转运相关的基因和代谢物的变化。总之,这些结果表明Bacillus cereus LB-9将氮转化、胞外Cu结合和鸟粪石生物矿化偶联,以支持金属胁迫下的高纯度磷回收。该研究为金属污染废水中微生物磷回收提供了机制基础,并突显了胞外有机物作为金属分配和产物纯度关键介质的角色。

关键词:Struvite; Biomineralization; Phosphorus recovery; Copper; Self-detoxification

参考文献: Chem. Eng. J.2026https://doi.org/10.1016/j.cej.2026.178646


本期总结#

本期《荧光爱好者周刊》共收录七十余项研究,全面展示了荧光科学在分子探针设计、纳米材料构筑、生物医学应用和光物理机制探索等方向的蓬勃发展态势。

亮点纷呈:在材料层面,多篇发表在《Angewandte Chemie》和《Advanced Materials》上的工作展示了MR-TADF材料在效率和色纯度上的持续突破,FWHM已窄至11-12 nm,EQE接近60%。在应用层面,近红外二区成像、光热/光动力治疗和智能响应探针的集成度不断提高,多模态诊疗一体化平台日益成熟。在基础机制层面,机器学习驱动的增强采样模拟、构型熵工程等新方法为理解复杂光物理过程提供了全新工具。

趋势观察:从本期文献可清晰观察到几个趋势——(1)多重响应性:单一探针整合多种刺激响应机制实现精准激活;(2)功能集成化:荧光成像与治疗、传感、加密等功能的高度集成;(3)临床转化导向:越来越多研究以临床需求为驱动,开展动物模型甚至临床样本验证;(4)智能化设计:从经验试错向理论指导、计算辅助的理性设计转变。

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荧光爱好者日刊(第四十六期)
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Fluolab
发布于
2026-07-22
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