荧光爱好者日刊(第四十八期)
荧光爱好者周刊

AIE 聚集诱导发光材料设计、光物理机制与基础性质研究
本部分收录聚焦聚集诱导发光(AIE)体系的基础研究论文,涵盖新型 AIE 分子合成、分子结构‑光构效关系、组装行为、手性光学、激发态机理等方向,探究取代基、烷基链、杂原子、组装环境对聚集态发光性能的调控规律,为 AIE 功能分子的分子工程设计提供理论依据与实验参考。
Self‑assembled organic fluorescent nano‑aggregates in water: bulk properties, nature of self‑assembly and detection of TNT in solution and solid state
摘要:本研究合成并评价了一种兼具聚集诱导发光(AIE) 与激发态分子内质子转移(ESIPT) 效应的席夫碱探针分子 (E)-N’‑(3,5‑二溴‑2‑羟基苯亚甲基)‑4‑甲基苯磺酰肼 (MATS),该分子在溶液与固态下均可产生荧光。研究采用传统合成、无溶剂合成以及机械化学等多种方法制备目标探针,产物收率良好。利用该探针的 AIE 特性,在水中制备得到自组装有机荧光聚集体 (SFOAs),其平均粒径为185 nm。研究对 pH、浓度、温度、离液剂等影响聚集体自组装行为的多种因素完成条件优化。借助 AIE 效应,该探针还可实现体系粘度变化的检测,可用作粘度传感器(粘致变色)。此外,该 SFOAs 可对溶液及固态环境中的苦味酸开展检测与定量分析,检出限 LOD=4.25 μM,定量限 LOQ=12.9 μM。该研究报道了一类具备固态发光特性的新型席夫碱,该材料可对多种外界刺激产生光致发光响应,拥有广阔的应用空间,为面向分析传感技术的先进荧光材料开发提供新候选。 关键词:Aggregation induced emission, Schiff base, ESIPT, Chaotropic agents, Self‑assembly, Viscochromism 参考文献:Photochemical & Photobiological Sciences, 2026, 无,https://doi.org/10.1007/s43630‑026‑00975‑0
Aggregated‑State Arylborane‑Pillar[5]arenes: A New Three‑in‑One Modulation of Circularly Polarized Luminescence
摘要:手性大环体系在超分子化学与材料科学领域备受关注,但要同时实现高发光效率与强圆偏振发光(CPL)不对称因子仍然存在巨大挑战。本文提出一套分子设计策略,将聚集诱导发光 (AIE)、杂原子引入、对称性工程三者结合,对平面手性柱 [5] 芳烃发光基元的手性光学性能进行调控。在由四苯乙烯 (TPE)、BN‑等排体四芳胺基硼烷 (BN‑TPE) 修饰得到的芳基硼‑柱 [5] 芳烃模块化手性体系 (1‑4) 中,杂原子调控的激发态电子结构、BN 偶极诱导的对称性扰动与 AIE 发光协同耦合,实现荧光效率与 CPL 性能的同步提升。相较于全碳母体分子 1,化合物 2 与 4 手性光学性能显著增强,聚集态荧光量子产率最高可达 96%,BCPL 值高达 43.4 M⁻¹ cm⁻¹。实验与理论研究证实,三芳基硼基团的引入促进激发态电荷分离以及 AIE 荧光增强;而 BN 取代带来对称性扰动与电子极化,进一步助力高效手性发光。本工作建立的三合一调控策略,有望弥合发光效率与手性光学活性之间长期存在的性能鸿沟,同时证实杂原子修饰手性大环在先进功能材料与光电器件领域的应用潜力。 关键词:无 参考文献:Chemical Science, 2026, 10.1039.D6SC05322J, https://doi.org/10.1039/D6SC05322J
Alkyl Chain Regulated Aggregated State Luminescence in TICT‐Type AIEgens
摘要:聚集诱导发光基元(AIEgens)能够有效克服传统发光分子聚集诱导淬灭 (ACQ) 缺陷,在传感、生物成像、辐射探测以及光伏转换领域得到广泛应用。其中,扭曲分子内电荷转移 (TICT) 型 AIEgens拥有可旋转给体‑受体 (D‑A) 结构,发光行为显著依赖环境极性,是构筑环境响应、多刺激响应功能材料的理想候选。为调控该类分子聚集态下的 TICT 行为,研究在 AIE 分子骨架上引入不同碳链长度烷基。结果显示,烷基碳链从 4 个碳增加至 16 个碳时,TICT 型 AIEgens 的发射波长发生明显红移,同时发射强度下降。本工作提供了一种简便可行的全新策略,用于调控 TICT 型 AIE 分子在聚集态下的发光性质。 关键词:aggregation‑induced emission, fluorescence, twisted intramolecular charge transfer 参考文献:Chemistry – A European Journal, 2026, e71543, https://doi.org/10.1002/chem.71543
A pyrrole‑based triphenylethylene AIEgen with reversible photochromism: Mechanistic insights from an indole analogue for dual‑mode anti‑counterfeiting
摘要:本文报道一种吡咯修饰三苯乙烯 AIE 分子 2‑(1,2,2‑三苯基乙烯基)‑1H‑吡咯 (2‑TPVP),该分子同时具备聚集诱导发光 (AIE) 与固态可逆光致变色双重特性。为解析光环化反应机理,选用吲哚基类似物 2‑(1,2,2‑三苯基乙烯基)‑1H‑吲哚 (2‑TPVI) 作为结构探针开展对比研究。聚集条件下 2‑TPVP 荧光增强约38 倍,固态光致发光量子产率为7.79%;经紫外光照射后量子产率淬灭至 0.80%。光诱导产生的有色态可在210 s 内自发恢复,可循环使用 10 次以上而无明显性能衰减。利用其颜色与荧光可逆变化,本研究实现基于比色‑荧光双通道读取的动态防伪图案与多维信息加密。机理层面,光环化产物 2‑TPVI 中间体的核磁共振氢谱直接证实分子内 C‑C 键生成;DFT 计算进一步阐明环化路径并确定主要异构体产物。综上,本研究开发出高性能本征型光致变色 AIE 材料 2‑TPVP;吲哚类似物也为评估含氮杂环三芳乙烯体系光响应行为提供重要机理参照。 关键词:无 参考文献:Dyes and Pigments, 2027, 114103, https://doi.org/10.1016/j.dyepig.2026.114103
Harnessing Secondary Nucleation–Driven Supramolecular Bundled Fibers for Long‐Range One‐Dimensional Assembly of Semiconductor Nanocrystals
摘要:在不破坏本征光学性质前提下,实现半导体纳米晶体的长程一维有序组装,既是巨大挑战,又对其实际应用至关重要。本文报道烷基链修饰四苯乙烯衍生物 TPE‑A 在十二烷溶剂中发生二次成核驱动的超分子聚合,形成超长、刚性、束状的一维直纤维。TPE‑A 在十二烷中超分子聚合遵循成核‑延伸机制,首先生成无荧光一维纳米纤维作为动力学初级聚集体 (AggrKP)。AggrKP 无荧光,说明其中四苯乙烯单元处于类单体状态。AggrKP 内部的 TPE 基团和烷基链可与溶液中游离单体相互作用,充当 “种子” 触发二次成核,随时间演化得到高荧光、超长刚性束状纤维,即热力学稳定产物 AggrTP。AggrTP 荧光增强来源于纳米纤维束化过程中 TPE 单元的聚集诱导发光效应。经过二次成核束化之后,AggrTP 形成大量微米级长、平行的一维疏水通道;该疏水通道可以作为超分子模板,实现半导体纳米晶体长程一维排布,且保留纳米晶自身光学性能。 关键词:无 参考文献:Angewandte Chemie International Edition, 2026, e1026671, https://doi.org/10.1002/anie.1026671
Fluorescence band splitting of l‑histidine functionalised copper nanoclusters in micro‑heterogeneous aqueous ethanol mixtures
摘要:溶剂对铜纳米团簇 (CuNCs) 荧光光谱影响显著,涉及溶剂极性、氢键网络、构象变化、电荷转移以及团簇间相互作用。本研究制备尺寸约3 nm的 L‑组氨酸修饰铜纳米团簇 (L‑His‑CuNCs);纯水中该材料在 470 nm 处表现宽而对称的荧光;在水‑乙醇混合体系中,随乙醇体积分数由 0 升高至 95%,体系发生聚集诱导发光增强以及荧光谱带分裂,产生 430 nm 与 460 nm 两个蓝移发射峰。谱带分裂来源于乙醇‑水形成的微非均相混合微区,产生多种发光亚组分,该过程主要调控团簇表面态,而对核态几乎无影响。DLS 与 Zeta 电位结果表明谱带强度变化与溶剂诱导团簇表面脱水、L‑组氨酸咪唑配体电荷重分布具有相关性。荧光增强、激发态衰减加快,证明聚集体内分子运动受到限制。该研究阐明溶剂氢键网络改变铜纳米团簇光物理行为,为开发极性响应荧光探针,以及改善生物成像、光子学应用中铜团簇的激发态动力学提供物理层面的理论认识。 关键词:无 参考文献:Physical Chemistry Chemical Physics, 2026, 10.1039.D6CP00392C, https://doi.org/10.1039/d6cp00392c
Butterfly effect in aggregates: Packing motif‑induced through‑space interactions enable NIR‑II emission for image‑guided bladder cancer surgery
摘要:分子聚集体中微小的结构扰动就能够引发光物理性质的巨大改变,类似 “蝴蝶效应”。研究在近红外 D‑π‑A‑π‑D 骨架 TTBF 上引入二氰基,得到高性能 NIR‑II 发光分子 TTBTM。稀溶液条件下 TTBTM 与 TTBF 光物理行为几乎一致;但在固态时 TTBTM 发射发生约200 nm 红移,斯托克斯位移高达 305 nm。单晶 X 射线衍射结合 TD‑DFT 计算表明,二氰基取代使分子骨架平面化,层间 π‑π 相互作用增强,在聚集体中促成空间相互作用与发光二聚体生成,二聚体是红移发射的来源。烷基链修饰实验证实削弱空间相互作用不利于实现红移发光。将 TTBTM 包载 DSPE‑PEG2000‑c (RGDfK) 得到纳米颗粒,具备良好生物相容性与肿瘤靶向能力;可在小鼠模型与膀胱癌患者原代标本上实现稳定 NIR‑II 成像,为精准手术导航与转化生物成像提供材料基础。 关键词:aggregation‑induced emission, fluorescence‑guided tumor surgery, NIR‑II emission, through‑space interactions 参考文献:Matter, 2026, 102956, https://doi.org/10.1016/j.matt.2026.102956
Chiral transfer and amplification in AIE nanospheres for visual enantioselective recognition of mandelic acid
摘要:对映体选择性识别在药物分析与生物医学研究中占有重要地位。本工作利用聚集诱导发光 (AIE) 现象构筑手性传感体系,设计合成 3 种两亲发光分子 (1‑TPE、2‑TPE、3‑PYR)。在四氢呋喃‑水混合溶剂中,分子通过 π‑π 堆积与疏水协同作用自组装得到均一纳米球,表现显著 AIE 特性。圆二色谱 (CD) 测试表明,非手性分子 1‑TPE 可以通过自发对称性破缺产生超分子手性;手性分子 2‑TPE 与 3‑PYR 能够实现高效手性传递,CD 信号显著放大。2‑TPE 与 3‑PYR 对手性分析物扁桃酸、乳酸乙酯表现优异的对映选择性荧光响应。识别行为高度依赖主客体配比、手性中心空间构型以及非共价相互作用;优化摩尔比条件下,2‑TPE 可以肉眼区分 S/R 构型扁桃酸,对比度高。本研究加深对 AIE 组装体手性演化的理解,同时为开发水相兼容、可视化手性传感器提供新平台。 关键词:Aggregation‑induced emission (AIE), Self‑assembly, Chirality transfer, Visual recognition of enantiomers 参考文献:Dyes and Pigments, 2027, 114108, https://doi.org/10.1016/j.dyepig.2026.114108
Benzofuran‑based donor–acceptor fluorophores: Impact of regioisomerism on photophysical properties and visible‑light‑driven reversible E/Z photoisomerization
摘要:本工作将苯并呋喃作为给体,二氰基亚乙烯或 DCDHF 作为受体,通过联苯间隔基构建一系列位置异构体给体‑受体发光体系;受体固定于联苯 C‑4 位,苯并呋喃依次接枝在联苯 C‑2′、C‑3′、C‑4′位点,获得一组结构相近的位置异构体。系统光物理表征证实,溶液与固态下分子光物理行为高度依赖位置异构,吸收、发射性质随异构体发生明显变化,溶剂化显色效应强弱各不相同;TD‑DFT 理论计算解释该差异来源于扭曲分子内电荷转移 (TICT),而 TICT 程度由分子取代模式决定。所有化合物均具备聚集诱导发光 (AIE) 特性,AIE 增强系数随取代模式系统性变化。位置异构对固态发光影响尤为突出:二氰基亚乙烯系列固态发光颜色可从青色调至黄色,DCDHF 系列可从橘黄‑橙色调至橘红。单晶衍射显示异构体之间晶体堆积模式存在明显区别,解释固态发光差异。含有 DCDHF 单元的异构体在 532 nm、405 nm 光照下发生可逆 E/Z 光异构;光稳态 E/Z 比例以及光异构动力学同样受位置异构调控。本研究证明位置异构是调控给体‑受体荧光分子光物理与光响应性质的有力分子设计策略。 关键词:无 参考文献:Organic Chemistry Frontiers, 2026, 无,https://doi.org/10.1039/d6qo00757k
One‑Pot Tandem (4+2) Cyclization‑Oxidation Synthesis and AIE Mechanism Investigation of Color‑Tunable 2D‑3D Caborane‑Functionalized Quinoxaline AIEgens
摘要:经典聚集诱导发光(AIE)发光分子多为二维芳香骨架,将三维体系引入 AIE 分子设计具有重要意义。本文提出一种全新分子策略,将三维芳香碳硼烷簇与二维含氮芳香杂环结合构筑 AIE 活性分子。开发 C‑甲酰基邻碳硼烷与 N‑(2‑氨基) 吲哚 / 吡咯底物的一锅串联 (4+2) 环化‑氧化反应;三乙胺作为酸受体中和氧化步骤的 BF₃・Et₂O 催化剂,保障一锅反应顺利实现。该反应底物适用范围广,得到一系列二维‑三维杂化邻碳硼烷修饰吲哚 / 吡咯并 [1,2‑a] 喹喔啉衍生物,产率 30‑94%。光物理测试证实产物拥有聚集诱导发光效应,实现覆盖整个可见光区的颜色可调固态发光,绝对发光量子效率最高可达42%。该合成策略对构建二维‑三维芳香体系意义重大,在光电器件、防伪材料领域具备应用潜力。 关键词:无 参考文献:Organic Chemistry Frontiers, 2026, 10.1039.D6QO00824K, https://doi.org/10.1039/D6QO00824K
Modular three‑component synthesis, photophysics, and electronic structure of solid‑state and aggregate luminescent α‑sulfenylated aroyl‑S,N‑ketene acetals
摘要:通过模块化一锅三组分反应可以合成 α‑硫代芳酰基‑S,N‑烯酮缩醛。这类部花青分子存在 E/Z 异构平衡,具有电荷转移吸收,并且在固态与聚集态下均可产生强荧光,发光颜色覆盖蓝色至橙色。以酰氯、苯并噻唑鎓盐、N‑硫代丁二酰亚胺为原料,一锅三步模块化制备目标分子。溶液中分子存在 E‑Z 异构互变,晶体结构可观察优势构型。TD‑DFT 计算表明溶液中最长波长吸收归属于优势 E 构型分子的 HOMO‑LUMO 电荷转移跃迁。α‑硫代芳酰基‑S,N‑烯酮缩醛表现显著固态发光,发光颜色从蓝色变化至橙色;乙腈‑水混合溶剂中,水含量达到 80% 条件下聚集态发光量子产率优异。 关键词:无 参考文献:RSC Advances, 2026, 10.1039.D6RA04851J, https://doi.org/10.1039/D6RA04851J
Dynamic self‑assembly behavior of phosphorescent cyclometalated Pt(II) complexes of thiazole and benzothiophene into disparate nanomaterials with aggregation‑induced emission as sensitive theranostic agents in vitro
摘要:本文理性设计一系列基于噻唑、苯并噻吩配体的橙光‑深红磷光环金属铂 (II) 配合物。含噻唑的配合物表现聚集淬灭效应 (ACQ),而苯并噻吩取代类似物 Pt‑2a‑c 表现聚集诱导发光 (AIE) ,发射大幅红移,Δλ=207‑220 nm。向体系加入生物相关阴离子 Br⁻、HSO₃⁻、ClO₄⁻,Pt‑1a 与 Pt‑2b 发生动态自组装;Pt‑Pt 相互作用被调控,磷光发射随之改变,同时形貌转化得到针状纳米棒、纳米管、纳米块等多种纳米结构。借助核磁共振氢谱、DLS、SEM、CLSM、DFT 完成系统表征。Pt‑1b 可以通过荧光开启同时区分 DNA 与 RNA,还可以诱导 HeLa 细胞早期凋亡。该工作揭示该类铂 (II) 配合物在体外诊疗一体化探针方面的应用潜力。 关键词:AIE, Self‑assembly, Cyclometalated Pt(II) complexes, Phosphorescent probe 参考文献:Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 2027, 128592, https://doi.org/10.1016/j.saa.2026.128592
Reversal of the heavy‑atom effect isostructural AIE metal‑organic frameworks for enhanced radioluminescence and nuclear battery performance
摘要:将高 Z 元素引入传统有机荧光分子,通常会产生经典重原子效应,造成荧光严重淬灭。但近期具有键合 / 空间共轭 (TBSC) 的聚集诱导发光 (AIE) 体系发现反常的重原子促进荧光增强现象;该现象过去仅局限于非金属重原子共价取代的有机小分子。本工作将该独特效应拓展到含重金属节点的金属有机框架 (MOF)。采用同构策略,基于 TBSC 型 AIE 配体 H₄TCPE 制备 Zr‑TCPE 与 Hf‑TCPE 两种 MOF;两种材料均具备热激子型热活化延迟荧光 (TADF) 特征。X 射线激发条件下,Hf‑TCPE 辐射发光性能远优于 Zr‑TCPE,检测下限低至 2.53 μGy s⁻¹。机理研究表明 Hf 更高原子序数增强 X 射线吸收,材料本身 TBSC 与热激子 TADF 实现高能三重态向单重态高效反向系间窜越,抑制 T1 非辐射衰减。该协同机制将传统重原子淬灭效应逆转为辐射发光增强策略。概念验证实验中,基于 Hf‑TCPE 的辐射发光核电池在剂量率 5.6 μGy s⁻¹ 条件下最大输出功率 1.15 μW,较 Zr‑TCPE 体系提升 17.8%。本工作将重原子增强发光拓展至周期性 MOF 体系,为高性能闪烁体与辐射能量转换材料提供普适设计思路。 关键词:无 参考文献:ACS Applied Electronic Materials, 2026, 无,https://doi.org/10.1021/acsaelm.6c01340
AIE‑active poly(amide) from pyrazine‑2,5‑dicarboxylic acid and naphthalene‑1,5‑diamine as a fluorescent probe for iron(III) ions
摘要:铁离子 (Fe³⁺) 在生理过程中发挥关键作用,同时也是水体污染物,因此对 Fe³⁺选择性检测对环境、生物体系均具有重要意义。本文通过吡嗪‑2,5‑二甲酸与 1,5‑萘二胺缩聚得到新型含酰胺键聚集诱导发光 (AIE) 聚合物。该聚酰胺在稀溶液荧光微弱,四氢呋喃‑水混合溶剂发生聚集后荧光显著增强,证实典型 AIE 性质。基于该特性将聚合物用作 Fe³⁺荧光探针。光致发光测试表明,相较于 Ag⁺、Al³⁺、Ba²⁺、Ca²⁺、Cr³⁺、Cu²⁺、Hg²⁺、K⁺、Mg²⁺、Mn²⁺、Na⁺、Ni²⁺、Pb²⁺、Pd²⁺、Zn²⁺等多种金属离子,Fe³⁺可以选择性淬灭聚合物荧光。淬灭机制来源于 Fe³⁺与酰胺‑吡嗪基团发生螯合增强淬灭 (CHEQ),促进电子转移。DLS 结果证实结合 Fe³⁺后分子聚集状态发生改变。本研究提供一种简单可行的 AIE 聚合物探针制备路线,有望用于环境监测、生物体系 Fe³⁺传感。 关键词:Aggregation‑induced emission, Fluorescence probes, Polymer 参考文献:Materials Letters: X, 2026, 100283, https://doi.org/10.1016/j.mlblux.2026.100283
A novel imidazole‑functionalized BODIPY fluorescent probe with AIEE for monitoring viscosity in biological systems and food spoilage
摘要:微环境粘度是反映体系内部信息传递的重要指标。本工作设计合成一类全新 BODIPY 粘度敏感荧光探针 BDP‑TPI;引入三芳基咪唑作为 AIE 活性单元与粘度响应位点,长烷基醚链改善分子水溶性。BDP‑TPI 具备显著聚集诱导发光增强 (AIEE) ,对粘度变化高度灵敏;探针抗 pH 干扰、抗干扰能力强,光稳定性优异。520 nm 处荧光强度对数与粘度对数在 1.01‑1412 cP 区间呈现良好线性关系。BDP‑TPI 细胞膜穿透性好、细胞毒性低,可用于活细胞胞内粘度监测;同时也可跟踪苹果汁、柠檬水腐败过程粘度变化。本工作为生物体系异常粘度实时可视化监测提供高灵敏度、强抗干扰的工具分子。 关键词:AIE, BODIPY, Cellular imaging, Imidazole, Viscosity probe 参考文献:Inorganic Chemistry Communications, 2026, 117410, https://doi.org/10.1016/j.inoche.2026.117410
Nonconventional Luminescence of Hyperbranched Polysiloxanes for Film Fabrication and Bacterial Imaging
摘要:不具备大 π 共轭结构的非传统发光聚合物,在应用拓展与理论研究层面都极具价值。主链含 C=C 的超支化聚硅氧烷 HPSi‑1 相比主链仅含 C‑C 的 HPSi‑2,发射增强同时光谱红移,绝对荧光量子产率可达 11%。将 HPSi‑1 与聚丙烯酰胺 (PAAm) 共混制膜,随 HPSi‑1 含量提升,薄膜激发 / 发射波长从 320/390 nm 红移至 400/466 nm,量子产率最高可达 29.9%。这是因为基质内部聚合物分子聚集程度增加,空间相互作用增强,分子运动受限,荧光性能显著提升。HPSi‑1 荧光在宽 pH 范围保持稳定,能够被 Fe³⁺选择性淬灭。该材料还可作为荧光探针实现大肠杆菌细胞成像。本工作为提升非传统发光聚合物荧光性能提供策略,拓展其生物成像应用。 关键词:无 参考文献:ACS Applied Polymer Materials, 2026, 13167‑13177, https://doi.org/10.1021/acsapm.6c02210
AIE 与荧光肿瘤诊疗、光动力 / 光热、免疫治疗
该大类收录荧光 / AIE 分子用于癌症光动力、光热、化疗联合、铜死亡、铁死亡等多种细胞死亡模式的诊疗一体化研究,涵盖光敏剂分子设计、细胞器靶向、缺氧耐受、联合给药、光热免疫等方向,聚焦肿瘤治疗的体外细胞、三维肿瘤球、动物模型药效评估,以及分子机理探究。
Self‑assembled iridium(III) photosensitizers induce cuproptosis without copper supplementation for efficient anticancer therapy
摘要:光动力疗法 (PDT) 依靠光敏剂 (PS) 受光激发后在氧气存在条件下产生活性氧 (ROS),是一种极具前景的治疗手段;但水相及生物体内环境会严重削弱其治疗效果。本文报道一系列基于二苯丙氨酸衍生物肽组装靶向策略的自组装铱 (III) 配合物光敏剂。配合物 1‑3 可形成球形纳米颗粒;其中配合物 2、3 在水中表现聚集诱导发光 (AIE) 特性,水溶液中具备强 I/II 型混合光动力活性。借助肿瘤靶向生物素片段修饰,该系列配合物可靶向三阴性乳腺癌 (TNBC) 细胞;低剂量 (IC₅₀=0.127 μM)、低光照功率 (30 mW cm⁻²)、短照射时间 (2 min) 条件下即可实现精准光毒性。更重要的是,配合物 1 与 2 无需额外铜离子即可诱导细胞发生铜死亡,进一步放大抗癌活性。本研究是首例无需外加铜离子就能够触发铜死亡的发光金属配合物体系。 关键词:无 参考文献:Communications Chemistry, 2026, 无,https://doi.org/10.1038/s42004‑026‑02154‑9
Development of mitochondria‑targeted isoquinolinium derivatives with dual fluorescence and anticancer activity against KRAS‑mutant NSCLC
摘要:本征荧光活性药物分子将成像功能与生物活性整合至单一分子,是药物研发极具吸引力的方向。异喹啉鎓类化合物光物理性质可调,并且倾向于富集在线粒体,是优良的分子骨架。本论文设计、合成、光物理表征并生物评价一系列异喹啉鎓衍生物,将其作为针对 KRAS 突变非小细胞肺癌 (NSCLC) 的荧光抗癌分子。构效关系研究表明,异喹啉鎓母核上给电子取代基的种类、位置,以及连接臂结构,同时决定分子光物理行为与抗增殖活性。筛选得到先导化合物 IA21、IA25,在 A549 细胞中亚微摩尔抗增殖活性,EC₅₀分别为 0.67 μM、0.87 μM;在多种 KRAS 突变 NSCLC 细胞株均表现低微摩尔活性;对肿瘤细胞相比正常 CCD‑16Lu 成纤维细胞具备高选择性,选择性指数 SI 分别达到 10.25、8.19。利用分子固有荧光,活细胞共聚焦成像证实分子高效入胞并富集于线粒体。机理研究表明两种分子诱导线粒体膜电位下降,胞内 ROS 过量生成,最终以凋亡途径杀死肿瘤细胞,几乎不引发坏死。IA21、IA25 还可以抑制 A549 细胞迁移,在三维肿瘤球模型中同样维持抗肿瘤活性。本工作证实异喹啉鎓骨架用于开发本征荧光抗癌剂的价值,为 KRAS 突变 NSCLC 治疗提供先导分子。 关键词:fluorescent anticancer agents, Isoquinolinium derivatives, KRAS‑mutant NSCLC, mitochondrial targeting 参考文献:European Journal of Medicinal Chemistry, 2026, 119225, https://doi.org/10.1016/j.ejmech.2026.119225
Near‑Infrared Fluorescence Imaging and Photothermal Therapy of Tumors Using a Targeted Helical Protein Scaffold
摘要:基于近红外 (NIR) 光活性试剂的光热治疗 (PTT) 是肿瘤消融微创手段;但现有很多体系依赖高分子或纳米颗粒载体,靶向精度、染料负载可控性受限。本文设计模块化八螺旋蛋白支架,包含 20 个半胱氨酸残基,能够定点共价偶联近红外染料 AQuora800‑maleimide。该蛋白支架连接不同 HER2 靶向配体,体外筛选得到亲和体二聚体构建体 AD‑20AQ,该体系在靶向荧光成像与治疗方面性能最优。4T1 荷瘤小鼠体内药代成像表明,对比单标记亲和体二聚体 AD‑1AQ,AD‑20AQ 在 HER2 阳性肿瘤部位富集效果更强,肿瘤内滞留时间更长。静脉注射 AD‑20AQ 之后,808 nm 激光对 HER2 阳性肿瘤开展光热治疗,实现肿瘤完全消融。该工作证实靶向标记蛋白支架可以作为近红外荧光成像‑光热治疗多功能平台。 关键词:无 参考文献:ACS Applied Bio Materials, 2026, 无,https://doi.org/10.1021/acsabm.6c00903
A lipid droplet‑targeted AIE photosensitizer for efficient multi‑type ROS generation and breast cancer photodynamic therapy
摘要:光动力疗法 (PDT) 是极具前景的乳腺癌非侵入式治疗策略;但荧光淬灭、活性氧 (ROS) 产量不足、肿瘤靶向性差阻碍临床转化。本文设计合成靶向脂滴的聚集诱导发光光敏剂 CTC。CTC斯托克斯位移高达 150 nm,避免自吸收,水相中表现典型 AIE 效应。白光照射下,该分子高效产生三种细胞毒性活性氧(¹O₂、・OH、O₂・⁻);在 4T1 细胞内与脂滴共定位系数高达 0.95。黑暗条件下 CTC 生物相容性优异,光照后光细胞毒性显著。体内实验中 CTC 联合光照显著抑制 4T1 肿瘤生长,无明显系统毒性。DFT 理论计算解释多类型 ROS 产生机理,为安全高效乳腺癌 PDT 提供候选分子与新认识。 关键词:PDT, ROS, AIE, Breast cancer, Targets lipid droplets 参考文献:Bioorganic Chemistry, 2026, 110376, https://doi.org/10.1016/j.bioorg.2026.110376
Overcoming Photodynamic Therapy Resistance: GSH‐Responsive AIE Photosensitizer‑Hydroxycamptothecin Nanoliposomes for Extrahepatic Cholangiocarcinoma
摘要:光动力治疗 (PDT) 能够改善不可切除肝外胆管癌患者生存与生活质量。但治疗后残留肿瘤细胞可以重新进入增殖周期,削弱治疗效果。前期研究证实 PDT 后残留胆管癌细胞复苏,伴随缺氧诱导 HIF‑1α 生存通路激活以及胞内抗氧化程序上调。针对残留肿瘤存活问题,本研究构建谷胱甘肽响应靶向纳米系统 TSH NPs。将 AIE 光敏剂 TPA‑Ph‑RDN 通过二硫键与化疗药物羟基喜树碱 (HCPT) 偶联。HCPT 直接杀伤肿瘤细胞,同时抑制 HIF‑1α 介导缺氧适应通路,降低残留肿瘤细胞活性,提升 PDT 疗效,实现双重机制协同治疗。体内外实验证实 TSH NPs 表现显著协同抗肿瘤活性,有望改善肝外胆管癌临床治疗效果。 关键词:aggregation‑induced emission, photodynamic therapy, chemotherapy, extrahepatic cholangiocarcinoma, hydroxycamptothecin 参考文献:Advanced Healthcare Materials, 2026, e71599, https://doi.org/10.1002/adhm.71599
Aggregation‑induced emission: Illuminating the path from photothermal ablation to systemic immunity
摘要:肿瘤光热免疫治疗能够触发全身性抗肿瘤免疫应答,逆转肿瘤免疫耐受,在肿瘤治疗领域受到广泛关注,具备临床应用前景。然而传统光热试剂存在聚集诱导荧光淬灭、光热转换效率 (PCE) 低,加之肿瘤微环境 (TME) 免疫抑制,严重制约治疗效果和临床转化。聚集诱导发光分子 (AIEgens) 凭借独特 AIE 特性以及可修饰分子骨架,有效克服上述缺陷。借助分子工程策略,可以调控 AIEgens 分子结构适配不同肿瘤治疗需求。纳米递送体系(合成载体、仿生载体)进一步改善材料溶解性,增强肿瘤深部渗透,实现高效免疫协同。该综述总结 AIE 光热免疫治疗最新进展,重点阐述免疫调控机制、分子工程策略、纳米载体设计以及诊疗应用。 关键词:无 参考文献:ACS Applied Bio Materials, 2026, 无,https://doi.org/10.1021/acsabm.6c01288
Regulating triplet energy level and intramolecular motion: An aggregation‑induced emission BODIPY for near‑infrared type I photodynamic/photothermal synergistic therapy
摘要:光动力 (PDT)‑光热 (PTT) 联合治疗在肿瘤治疗中潜力巨大;但传统 II 型 PDT 高度依赖氧气,在缺氧肿瘤微环境中效果受限。本工作将四苯乙烯单元、可旋转 N,N‑二乙基苯胺片段引入 D‑π‑A‑π‑D 型 BODIPY 骨架,得到近红外 AIE 光敏剂 TBSN。理论计算表明 S₁→T₂为主要系间窜越通道;N,N‑二乙基苯胺参与 T₂态电子重分布。计算得到 T₁→S₀能量为0.42 eV,不利于产生单线态氧。EPR 自旋捕获检测到光照产生超氧阴离子、羟基自由基,但几乎检测不到单线态氧,证实以I 型 ROS 为主。分子动力学模拟显示聚集状态下转子仍然保留可观旋转自由度,对应54.44% 光热转换效率。DSPE‑PEG2000 包载得到 TBSN@PEG,保留产生活性氧与光热能力,常氧、缺氧条件均具备光细胞毒性。瘤内注射并 730 nm 光照后,TBSN@PEG 产生局部热效应,显著抑制 4T1 肿瘤生长,测试剂量下短期生物安全性良好。本工作提出同时调控三重态电子结构与残余转子运动,平衡 I 型活性氧生成与光热转换的分子设计思路。 关键词:无 参考文献:ACS Applied Materials & Interfaces, 2026, 无,https://doi.org/10.1021/acsami.6c11599
Unlocking a novel [2+1+1+1+1] coordination framework through one‑pot synthesis of an AIE‑active iridium(III) photoredox catalyst for enhanced photocytotoxicity via apoptosis, ferroptosis, and oncotic‑like cell death
摘要:光动力治疗 (PDT) 是强大肿瘤治疗平台,但金属光敏剂合成繁琐、聚集淬灭降低疗效、高度依赖氧气,在缺氧实体瘤中活性受限;肿瘤胞内高谷胱甘肽 (GSH) 进一步削弱 ROS 介导细胞毒性。针对以上瓶颈,本工作报道简便合成的铱 (III) 新型 [2+1+1+1+1] 配位骨架分子 AM1,8 小时即可完成制备;两个三苯基膦转子赋予分子显著AIE 效应。AM1 激发态寿命长 (τ≈18.2 μs,2 eV);缺氧条件下荧光增强 51 倍,单线态氧量子产率高达ΦΔ≈0.88。除传统光敏剂功能外,AM1 同时作为光氧化还原催化剂,可以氧化 NADH/NADPH (TOF≈290 h⁻¹)、还原细胞色素 c,在常氧、缺氧环境下均保持活性。分子同时消耗胞内 GSH、半胱氨酸,进一步放大氧化应激。纳米制剂 AM1@NP (粒径约 92 nm) 增强 AIE 效应与细胞摄取;光诱导细胞毒性 IC₅₀≈83 nM,可以触发凋亡、铁死亡、类肿胀性死亡多重细胞死亡途径,三维肿瘤球模型仍保持高效。本研究得到兼具 AIE、光氧化还原催化、缺氧条件活性的铱分子平台,解决 PDT 多项关键缺陷。 关键词:无 参考文献:ACS Applied Bio Materials, 2026, 无,https://doi.org/10.1021/acsabm.6c01053
De novo design of nitrobenzoselenadiazole‑based activatable photosensitizers for fluorescence imaging‑guided photodynamic therapy
摘要:目前大量光敏剂被开发推动临床转化,但脱靶毒性仍是主要限制。可激活光敏剂 (aPSs) 按需激活光动力,是解决该问题的有力方案。本文证实,在硝基苯并硒二唑 (NBSe) 骨架 4 位进行氧取代,能够同时淬灭荧光与 PDT 活性;发生分子内 Smiles 重排转变为氮取代产物之后,荧光与光动力活性同步恢复。基于该机理,搭建 NBSe 分子平台,理性构建可激活光敏剂。本工作得到三种响应肿瘤标志物(H₂O₂、巯基、NQO1)的可激活光敏剂 NBSe‑H₂O₂、NBSe‑Thiol、NBSe‑NQO1,实现肿瘤位点特异性激活,荧光成像引导光动力治疗。该策略可以克服传统 PDT 体系非特异性激活缺陷,为高选择性光诊疗试剂开发提供通用平台。 关键词:Activatable fluorescence imaging, Activatable photodynamic therapy, Nitrobenzoselenadiazole, Smiles rearrangement 参考文献:Sensors and Actuators B: Chemical, 2026, 140713, https://doi.org/10.1016/j.snb.2026.140713
Nanocarrier chirality induced conformational optimization of glucose oxidase for boosting anticancer therapy
摘要:基于葡萄糖氧化酶 (GOx) 的酶动态治疗 (EDT) 是极具潜力的抗癌策略,但酶构象不理想制约治疗效果。框架材料已经用于调节酶构象,但 GOx 亚基复杂,实现构象优化仍存在挑战。本研究利用超分子手性纳米载体固定 GOx,依靠立体选择性结合实现 GOx 整体构象优化,显著提升 GOx 催化活性与肿瘤治疗效果。L 型纳米载体 LPH 与 GOx 手性介导结合,诱导 GOx 形成松散构象,疏水口袋内活性位点暴露程度提升,酶活性较游离 GOx 提升 35%。将辣根过氧化物酶 HRP 引入得到 LPH@GH 纳米复合物,级联反应促进羟基自由基生成,放大氧化治疗效果。依靠饥饿‑氧化双重模式,体内肿瘤抑制效果达到游离酶体系的 1.6 倍。该手性纳米载体不仅提升 GOx 抗癌疗效,材料自身具备自发荧光,能够实现肿瘤实时检测,集诊断治疗一体化。 关键词:Enzyme immobilization, Chiral nanocarriers, Conformation optimization, Enzyme dynamic therapy, Glucose oxidase 参考文献:Materials Today, 2026, 103483, https://doi.org/10.1016/j.mattod.2026.103483
荧光传感探针、分析检测与生物分析
该部分涵盖荧光探针、比率传感、试纸、智能手机便携检测、免疫层析、ELISA、CRISPR‑RPA 联用等各类分析化学方向;检测对象包含离子、小分子、生物大分子、病毒、肿瘤标志物、食品添加剂等;同时包含传感新机理、实际样品验证、方法学性能评价。
An AIE‑active peptidyl fluorescent probe for visual detection of heparin and its practical applications
摘要:具有聚集诱导发光 (AIE) 特性的多肽荧光探针具备多领域应用价值,受到广泛关注。本研究采用固相多肽合成 (SPPS) 设计合成新型 AIE 多肽荧光探针 TPE‑GMK。即便共存多种干扰物质,TPE‑GMK 仍可以通过荧光 “开启” 信号高选择性、高灵敏度检测低浓度肝素,检出限 LOD=0.27 nM。借助透射电镜 TEM、动态光散射 DLS、红外 FT‑IR、圆二色谱 CD、Zeta 电位、荧光寿命全面解析 TPE‑GMK 识别肝素的机理。该探针细胞毒性低,在两套生物体系实现肝素荧光成像;在牛肚、鸭肠、2.0% 人工尿液、0.25% 牛血清白蛋白等真实样品中完成肝素传感。制备 TPE‑GMK 浸润的低成本试纸,365 nm 紫外灯下肉眼观测检测肝素。将探针与手机颜色识别 App 结合,搭建便携定量检测平台,实现肝素含量准确测定。 关键词:Aggregation‑induced emission, Bioimaging, Heparin, Peptidyl fluorescent probe, Practical applications 参考文献:Journal of Molecular Structure, 2027, 147317, https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2026.147317
A Dual Responsive Fluorescent Probe Exhibiting ICT Based Colorimetric and Fluorimetric Detection of Cyanide
摘要:合成 2‑(吡啶‑4‑基)‑8H‑噻吩并 [2,3‑b] 吲哚 (ITP) 荧光探针,将其用作氰根比率传感器。加入氰根之后颜色肉眼可辨。CN⁻与 ITP 形成氢键,增强分子内电荷转移 (CT),给体噻吩并 [2,3‑b] 吲哚电子密度上升,吸收、发射光谱发生巨大差异。核磁共振氢谱与 DFT 计算进一步证实氰根传感机理。ITP 在 DMSO‑水混合溶剂表现聚集诱导发光增强;同时分子上吡啶基团赋予探针酸传感能力。 关键词:无 参考文献:Luminescence, 2026, e70605, https://doi.org/10.1002/bio.70605
Aggregation‑induced dual‑emission carbon dots for visual discrimination of methanol from ethanol
摘要:甲醇、乙醇理化性质高度接近,区分二者对预防中毒、工业质控意义重大,但检测难度高。传统分析手段耗时昂贵,仪器复杂。荧光探针是替代方案,但现有传感器大多依靠单发射淬灭,抗干扰差。因此急需开发简单低成本、高选择性策略实现甲醇与乙醇可视化区分。本工作以间苯二胺、正丁醛制备碳点 m‑CDs,具备聚集诱导双发射特性;乙醇中 440 nm 强蓝色荧光,甲醇中 490 nm 绿色荧光。该溶剂致变色效应可以实现快速可视化定量甲醇检测,拥有两段线性区间10‑60 vol%、60‑100 vol%,LOD=0.57 vol%,紫外灯下肉眼可见蓝‑绿颜色转变。探针对其他常见醇选择性优异;工业实际样品回收率 96.3‑102.5%,与气相色谱结果吻合。光谱、显微、模拟计算共同揭示机理:甲醇促成约 3.5 Å紧密堆积,双氢键网络介导分子间电荷转移,发射红移;乙醇中分子间距 > 5.1 Å,保持分散,表现局域蓝色发光。本工作完整建立从溶剂极性‑聚集结构‑电子耦合之间多尺度构效关系;提供低成本工业甲醇掺假筛查工具,加深碳纳米材料 AIE 机理基础理解。 关键词:Fluorescence sensing, Aggregation‑induced emission, Carbon dots, Methanol detection, Solvent discrimination 参考文献:Analytica Chimica Acta, 2026, 346105, https://doi.org/10.1016/j.aca.2026.346105
CuO‑CeO2 electrocatalytic enhancement of Zr‑MOG‑based aggregation‑induced electrochemiluminescence for highly sensitive detection of AMH
摘要:将 AIE 配体 1,1,2,2‑四 (4‑羧基苯基) 乙烯 (H₄TCPE) 与 Zr⁴⁺配位,构筑具备聚集诱导电化学发光 (AIECL) 活性的锆基金属有机凝胶 Zr‑MOG。过二硫酸钾 K₂S₂O₈存在条件下,Zr‑MOG 阴极 ECL 信号远强于单体 H₄TCPE。引入 CuO‑CeO₂电催化剂,该材料拥有多价可逆氧化还原离子对 Ce³⁺/Ce⁴⁺、Cu⁺/Cu²⁺,催化 S₂O₈²⁻转化为硫酸根自由基 SO₄・⁻,实现信号放大。基于该体系构建 ECL 免疫传感器,检测抗缪勒管激素 AMH,线性范围 10 fg・mL⁻¹~100 ng・mL⁻¹,检出限 3 fg・mL⁻¹。本研究不仅提供高灵敏度 AMH 检测手段,也为高效 ECL 发光体、信号放大平台开发提供有效策略。 关键词:Aggregation induction emission, Anti‑mullerian hormone, Electrocatalysis, Electrochemiluminescence, Metal‑organic gel 参考文献:Microchemical Journal, 2026, 119373, https://doi.org/10.1016/j.microc.2026.119373
Highly Bright Aggregation‑Induced Emission Nanoparticle‑Based Ratiometric Lateral Flow Immunoassay for Sensitive and User‑Friendly Detection of Carcinoembryonic Antigen
摘要:开发高灵敏肉眼可判读的即时检测 (POCT) 癌胚抗原 (CEA) 传感器意义重大。比率型策略改善视觉识别性能;但多数现有比率体系依赖无机材料,存在生物、环境风险。针对该问题,本文使用聚集诱导发光纳米颗粒 (AIENPs),开发有机比率荧光侧向流免疫分析 (FLFIA),系统评估可视化读出、灵敏度、准确度与稳定性。将单荧光亮度信号转化清晰绿‑红颜色偏移信号,基于 AIENPs 比率 FLFIA肉眼检出限 vLOD=1.25 ng/mL,灵敏度相比单响应侧向流免疫分析提升 3.28 倍。临床血清初步测试与商品化 ELISA 相关性良好 (R²=0.97);非专业人员比色卡匹配准确率大于 92%。本工作为可视化、高灵敏、操作友好的 POCT 检测提供可行方案。 关键词:aggregation‑induced emission luminogens, carcinoembryonic antigen, ratiometric lateral flow immunoassays 参考文献:Sensors and Actuators B: Chemical, 2026, 140682, https://doi.org/10.1016/j.snb.2026.140682
Fluorescent probe with dual energy transfer process for selective Fe3+ detection and cellular imaging
摘要:传统荧光探针受环境极性变化影响,响应与特异性下降。本工作将四苯基硅咯衍生物与罗丹明 6G 酰肼借助席夫碱 π 桥连接,构筑给体‑受体荧光传感体系。分散态硅咯单元作为淬灭给体;聚集态硅咯转变为发光给体。探针选择性结合 Fe³⁺之后,随环境极性不同,体系同时发生荧光共振能量转移 (FRET) 与暗态共振能量转移 (DRET) 向罗丹明部分传递能量。因此,该探针在高有机相 (>70%) 与富水相 (>70%) 条件下均可实现 Fe³⁺荧光定量,检出限分别为0.083 μM、0.28 μM,并完成胞内 Fe³⁺比率成像。该传感策略为复杂生物、环境基质中其他金属离子极性自适应荧光探针开发提供新思路。 关键词:无 参考文献:Micromachines, 2026, 957, https://doi.org/10.3390/mi17080957
Charge‑regulated and enthalpy‑driven supramolecular assembly of boron‑doped carbon dots enables robust ferric ion (Fe3+) sensing in food matrices
摘要:复杂环境、食品基质中痕量 Fe³⁺定量分析受基质干扰,极具挑战。碳点 (CDs) 广泛用于荧光传感,但其淬灭机理经常被简单理解为单颗粒分子事件,忽略胶体行为与颗粒间相互作用,造成实际样品信号稳定性差。本工作证实硼掺杂碳点 (BCDs) 依靠电荷调控超分子组装机理实现 Fe³⁺高选择性识别,而不是传统分子尺度淬灭。光谱分析表明 Fe³⁺与表面含氧配体发生配体‑金属电荷转移 (LMCT),逐步中和 BCDs 表面电荷,焓驱动 (ΔH = −24.54 kJ mol⁻¹) 发生颗粒间桥接聚集。DLS 与分子动力学模拟证实:仅当 BCDs‑Fe³⁺复合物接近电中性时,荧光显著衰减形成致密受限组装体。该特异性组装耐受高浓度盐、生物大分子干扰。该 BCDs 传感器在牛奶、橙汁、湖水复杂真实基质中准确定量 Fe³⁺,回收率 95.2‑104.1%,与 ICP‑MS 结果高度吻合。本工作将碳点传感从孤立纳米颗粒淬灭现象,升级为可控集体超分子组装效应;解析界面协同相互作用热力学、静电原理,为下一代抗干扰荧光纳米探针提供理论框架。 关键词:Fluorescence quenching, Boron‑doped carbon dots, Charge‑regulated assembly, Fe sensing, Supramolecular nanosensor 参考文献:Analytica Chimica Acta, 2026, 346121, https://doi.org/10.1016/j.aca.2026.346121
Double‑color ELISA based on fluorescence hybrid chain reaction for simultaneous detection of PEDV and PoRV‑A
摘要:猪流行性腹泻病毒 (PEDV)、A 型猪轮状病毒 (PoRV‑A) 是仔猪病毒性腹泻两大主要病原体;临床常发生混合感染,症状、病理损伤难以区分。传统 ELISA 灵敏度有限,仅可检测单一病原体;多重核酸诊断需要繁琐核酸提取,不适合基层猪场现场使用。本文构建无需核酸提取的双色荧光 HCR‑ELISA 平台,实现 PEDV、PoRV‑A 超灵敏同步检测。开发冻融‑静电吸附策略制备双功能 AuNPs‑Initiator‑mAb 探针,单颗粒同时实现病毒抗原识别与 HCR 级联信号启动。设计两套光谱分离 FAM/Cy3 标记 HCR 发夹探针,实现无串扰双荧光信号放大。该方法与六种常见猪源病毒无交叉反应;PEDV 多数毒株 LOD=1.3 × 10¹ TCID₅₀/mL,PoRV‑A 主流基因型 LOD=3.2 × 10¹ TCID₅₀/mL;批内、批间变异系数均小于 5%,特异性、灵敏度、重现性优异。191 份猪粪便临床样本对比商品化 RT‑qPCR,PEDV 诊断符合率 96.3%,PoRV‑A 达到 97.9%。该方法将无酶等温 HCR 扩增与高通量 ELISA 结合,克服传统检测局限,适合基层猪场猪病毒性腹泻高通量筛查。 关键词:ELISA, HCR, PEDV, PoRV‑A, Simultaneous detection 参考文献:Biosensors and Bioelectronics, 2026, 119116, https://doi.org/10.1016/j.bios.2026.119116
Integrated fluorescence‑enhanced biosensing and targeted fishing platform for screening biomacromolecular inhibitors: Using chymotrypsin as a model
摘要:生物大分子(酶)活性调控与筛选是疾病治疗、新药研发的核心任务。天然产物是酶抑制剂重要来源,但组分复杂,候选药物分子筛选难度大。糜蛋白酶 (CHT) 活性异常和伤口愈合、慢性胰腺炎、肺气肿疾病密切相关;从天然产物高效筛选糜蛋白酶抑制剂对临床诊断、治疗、新药开发意义重大。本研究将 Cu²⁺‑酪蛋白介导荧光增强生物传感系统与靶向配体捕获技术结合,建立酶抑制剂一体化筛选平台,实现从天然产物高灵敏筛选、精准鉴定糜蛋白酶抑制剂。Cu²⁺‑酪蛋白同时充当生物大分子底物和类过氧化物酶,显著增强邻苯二胺氧化荧光信号放大。糜蛋白酶水解酪蛋白,酪蛋白结构破坏,结合铜离子能力下降,催化活性减弱,荧光强度随之改变;糜蛋白酶活性定量检出限低至 13.6 ng mL⁻¹。靶向捕获模块使用固定化糜蛋白酶 CHT@NH₂‑SiO₂亲和介质,结合 HPLC、LC‑MS,完成复杂样品活性组分精准识别。该集成策略弥补单一技术短板,为复杂体系靶向生物大分子抑制剂高通量筛选提供可行方案。 关键词:Chymotrypsin, Inhibitor screening, Signal amplification, Targeted fishing 参考文献:International Journal of Biological Macromolecules, 2026, 154012, https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2026.154012
Methylene blue‑functionalized blue/red dual‑emissive carbon dots for ratiometric fluorescence detection of sunset yellow in food
摘要:合成色素滥用威胁公共健康,尤其对儿童危害大;日落黄 (SY) 应用广泛,亟需可靠高效检测手段。本工作将亚甲基蓝 (MB) 接枝氮掺杂碳点 (N‑CDs),构筑比率荧光探针用于 SY 检测。SY 浓度上升,442 nm 蓝色发射因内滤效应 (IFE) 与 FRET 显著淬灭;694 nm 红色发射衰减幅度较小。传感器检出限低至59 nM。搭建便携荧光传感平台,实现实际样品现场检测,回收率 98.60%‑103.10%。本研究为 SY 监测提供稳健传感策略,助力食品安全风险快速监管。 关键词:Dual emissive fluorescence, Ratiometric sensor, Smartphone‑enabled visual determination, Sunset yellow determination 参考文献:Analytica Chimica Acta, 2026, 346118, https://doi.org/10.1016/j.aca.2026.346118
Design of trace antibiotics detection system based on causal inference and 3‑D fluorescence spectroscopy
摘要:抗生素属于新型环境污染物,水体中多为微克、纳克级别;水体基质背景干扰,痕量检测难度高。传统三维荧光光谱抗生素检测系统不加区分提取特征,检测性能受限。本文提出因果推理结合三维荧光光谱的抗生素检测系统。系统集成激发‑发射矩阵自动扫描装置与配套算法。因果推断分析指出,目标抗生素是决定检测结果真实因果因子;环境背景属于混杂虚假因果因子。将环境背景作为混杂因子开展因果干预,区分特征来源于抗生素本征信号还是环境背景。经过干预,使用不变真实因果特征得到因果效应矩阵完成抗生素检测。模拟河流污染样本测试环丙沙星 CIP、诺氟沙星 NOR;该方法性能优于主成分分析、平行因子分析、残差网络,CIP 的 LOD₅₀=1.26 μg/L,NOR 的 LOD₅₀=11.13 ng/L,检测准确度 84.2%。该系统有助于河流痕量抗生素早期预警与管控。 关键词:Water, Fluorescence, 3‑D fluorescence, Antibiotics, Antibiotics detection system, Causal inference, Interference, Intervention, Matrices, Modeling, Rivers, Signal detection, Spectroscopy, Trace‑level antibiotics, Uncertainty 参考文献:IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 2026, 1‑1, https://doi.org/10.1109/TIM.2026.3723538
Dual‑mode fluorescence and SERS platform integrated with RPA‑CRISPR/Cas12a system for high‑sensitivity quantitative detection of EBV DNA in human plasma
摘要:鼻咽癌 (NPC) 和 EB 病毒感染高度相关;血浆 EBV DNA 高灵敏检测对早期诊断、预后评估至关重要。本研究将重组酶聚合酶扩增 (RPA)‑CRISPR/Cas12a 与荧光‑表面增强拉曼散射 (SERS) 双模式结合,开发人血浆 EBV DNA 检测平台。37 ℃等温条件下,RPA 完成 EBV 靶序列快速扩增;CRISPR/Cas12a 反式切割活性同时切断荧光报告探针 FAM‑ssDNA‑BHQ1 与 SERS 连接 DNA,同步产生荧光、SERS 信号。荧光模式检出限 50 拷贝 /μL(30 min);SERS 模式灵敏度更高,检出限 0.022 拷贝 /μL(1 h) 。以 qPCR 作为参照,25 份临床血浆样本验证两种信号互相交叉佐证,证实该平台临床应用潜力。RPA‑CRISPR/Cas12a 双模式策略为 EBV DNA 检测提供稳健快速便捷工具,服务鼻咽癌临床诊断与监测。 关键词:Fluorescence detection, CRISPR/Cas12a, Epstein‑Barr virus DNA, Nasopharyngeal carcinoma, Recombinase polymerase amplification, Surface‑enhanced Raman spectroscopy 参考文献:Sensors and Actuators B: Chemical, 2026, 140705, https://doi.org/10.1016/j.snb.2026.140705
High‑viscosity chromogenic system assisted synergistic dual‑enhanced fluorescence quenching immunochromatographic assay for microcystin‑LR detection
摘要:基于荧光淬灭策略的免疫层析 ICA,淬灭效率有限、信号不稳定,难以实现水体肝毒素微囊藻毒素‑LR (MC‑LR) 高灵敏检测。辣根过氧化物酶 HRP 代表的酶信号放大体系可以提升灵敏度,但催化产物容易扩散沉积不均,造成荧光淬灭效果波动。本工作引入高粘度显色体系,固定 TMB 氧化产物,提升荧光淬灭效率。一锅生物矿化制备 MPN@HRP 纳米复合物作为荧光淬灭剂;依靠内滤效应 IFE 实现第一轮淬灭。高粘度体系固定 TMB 氧化产物,荧光共振能量转移 FRET 与 IFE 协同捕获量子点发射能量,实现第二轮放大淬灭。开发得到高粘度显色体系介导双重增强荧光淬灭 ICA,MC‑LR 灵敏度达 0.043 ng/mL,相比传统单一比色模式提升 10.93 倍,为痕量目标物检测提供灵敏可靠分析平台。 关键词:Biomineralization, Dual‑enhanced fluorescence quenching strategy, High‑viscosity catalytic system, Immunochromatographic assay, Microcystin‑LR 参考文献:Microchemical Journal, 2026, 119409, https://doi.org/10.1016/j.microc.2026.119409
Beyond Pretty Clusters: Toward Standardized Validation of Fluorescence Sensor Arrays for Multi‑Analyte Discrimination: A Mini Review
摘要:基于镧系金属有机框架 (Ln‑MOF) 荧光传感器阵列,用于区分结构类似分析物(抗生素同系物、代谢物、食品生物基质共存金属离子),已经成为主流方案。常规工作流程:多通道荧光滴定搭配主成分分析 PCA 或者层次聚类 HCA;得到可视化得分图就被视作充分区分证据。本文调研近年 Ln‑MOF 传感器阵列文献,归纳五类证据缺失问题:①循环验证:模型仅用训练集数据测试;②缺少定量分离指标,仅依靠 “分离良好” 等定性描述;③仅单一浓度验证,缺少工作浓度区间评价;④缺少模拟噪声、真实条件干扰鲁棒性测试;⑤分类与定量宣称混淆,没有分开验证。参考已部分解决上述问题的文献,不需要开发全新传感化学,仅对现有实验数据改进数据分析流程,就可以弥补缺陷。本文提出最低报告九条检查清单,并用两套阵列实例演示;类比 MIQE、STARD 报告规范,呼吁推广该低成本标准,提升阵列结果可比性与可复现性。 关键词:无 参考文献:Journal of Materials Science and Chemical Engineering, 2026, 12‑29, https://doi.org/10.4236/msce.2026.148002
Fluorescence Turn‑Off Sensing of Protease Activity with Carbon Dots: Papain as a Model System for Surface Accessibility‑Driven Interfacial Kinetics
摘要:本研究以 L‑精氨酸掺杂碳点 (CDs) 搭建荧光传感平台测定蛋白酶活性,选用木瓜蛋白酶作为模型酶。微波快速合成碳点,分别透析纯化 (D‑CDs)、针式滤器过滤纯化 (SF‑CDs),探究不同纯化工艺带来的表面化学差异对酶‑纳米颗粒相互作用、传感动力学的影响。检测机理:底物 Nα‑苯甲酰‑L‑精氨酸对硝基苯胺 (BAPNA) 与碳点表面相互作用,荧光淬灭;蛋白酶水解底物之后荧光恢复。两种碳点加入酶后响应迅速,但时间演化行为明显不同。SF‑CDs 快速达到稳定信号;D‑CDs 达到稳定前表现非单调荧光变化,证明表面可及性、界面相互作用决定酶诱导荧光动力学。动力学差异带来两段线性响应区间,可以在宽浓度范围准确定量蛋白酶活性。方法成功用于商业果汁样品蛋白酶定量,报告木瓜蛋白酶等效酶活;澄清基质回收率良好,富含多酚样品因为蛋白‑多酚相互作用出现信号增强。该分析精密度良好,日内、日间相对标准偏差 RSD 小于 3.5%。本工作开发快速灵敏碳点蛋白酶荧光检测,揭示纯化方式调控表面可及性如何主导界面传感动力学。 关键词:无 参考文献:ACS Omega, 2026, 无,https://doi.org/10.1021/acsomega.6c05574
Integration of carbon dots and molecularly‑imprinted polymers for smartphone‑assisted fluorescence sensing: From rational design to versatile applications
摘要:即时检测 POC 领域对现场痕量危害物定量平台需求持续增长。分子印迹聚合物 (MIPs) 特异性优异;碳点 (CDs) 光学信号稳定。但 CDs/MIPs 复合体系实际应用受限于大型荧光仪器。智能手机数字化荧光信号为便携实时检测解决该瓶颈。CDs‑MIP 组合兼具生物相容性好、可再生原料大规模制备、光稳定性优异、无需复杂表面修饰即可与 MIP 复合等优势。本综述系统梳理截至 2026 年,智能手机辅助 CDs/MIPs 荧光传感平台设计原理、传感机理与分析应用;评估传感器设计,厘清淬灭、信号增强背后光物理转导机制;综述食品安全、环境监测、生物标志物分析应用,讨论分析性能、稳定性、经济可行性。展望未来挑战:硬件标准化、绿色材料设计、多组分同时检测、器件耐久性、智能数据处理,为下一代智能分析平台指明方向。 关键词:carbon dots, Economics and deployment, Environmental trade‑off, fluorescence transduction, molecularly imprinted polymers, Smartphone‑assisted sensing 参考文献:TrAC Trends in Analytical Chemistry, 2026, 119090, https://doi.org/10.1016/j.trac.2026.119090
荧光材料应用拓展:建筑节能、防伪信息加密、光催化水处理、器件薄膜
本章节收集荧光 / AIE 材料在建筑智能窗、信息加密‑动态防伪、光催化污水净化、透明功能薄膜等非生命科学领域的应用工作,研究聚焦器件制备、功能演示、实际工况性能评估。
Visibly transparent photoluminescent film for energy‑efficient chromatic glazing
摘要:智能建筑围护结构需要同时动态调控窗户太阳得热与色彩性能。自适应窗户一般依靠吸收、反射太阳辐射实现节能,但同时阻挡部分可见光,牺牲色彩表现。本工作以 AIE 分子四苯乙烯 TPE 制备可见光透明光致发光 (PL) 薄膜。该光驱动薄膜选择性阻挡约84% 紫外辐射,降低室内太阳得热;厚度 1260 μm 时可见光透过率约83%;大气窗口 8‑13 μm 发射率高达 94%,强化辐射冷却。该 PL 薄膜与 VO₂基窗户复合,AIE 发光将紫外转化为蓝‑绿光,显色指数 CRI 的 R9 提升 4 个单位,改善色彩表现。香港舱室实验评估节能潜力:仅仅依靠紫外阻挡‑转换,室内温度下降1.82 ℃。瞬态模型表明该光致发光环氧树脂每年每平方米减少 79 MJ 太阳得热;高年度单位制冷亮度 LPC,说明制冷能耗下降同时室内亮度提升。综合证实该 PL 薄膜用于节能彩色建筑玻璃的巨大潜力。 关键词:Aggregation‑induced emission, Chromatic glazing, Colourimetric performance, Energy‑saving, Photoluminescence 参考文献:Chemical Engineering Journal, 2026, 180291, https://doi.org/10.1016/j.cej.2026.180291
Structural interconversion of tin hybrids: solvent‑driven fluorescence modulation for logic gate and anticounterfeiting applications
摘要:无铅环保有机‑无机杂化材料依靠溶剂调控发光,为动态光学编码与逻辑运算开辟新路径。本研究报道锡基杂化材料可在零维(0D)与二维(2D)结构之间发生溶剂驱动的结构互变;0D相发出明亮黄色荧光,光致发光峰位于564 nm,而2D相无荧光。有趣的是,无发光特性的2D相在二氯甲烷中恢复发光,加热至60 ℃荧光再次消失,对应0D相与2D相之间可逆结构转变。Hirshfeld表面分析表明,二氯甲烷通过特异性分子间相互作用稳定0D结构,实现光致发光可逆开关。利用该荧光开‑关可逆行为,成功构建光学逻辑门以及基于摩尔斯码的防伪系统。这类溶剂诱导可逆发光切换现象,为面向动态安全光子应用的先进发光材料设计提供新思路。 关键词:anticounterfeiting, logic gate, Morse code, reversible structural transformation, tin hybrid perovskite, zero‑dimensional 参考文献:Journal of Molecular Structure, 2027, 147328, https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2026.147328
Regulating the arrangement of planar ligands in lanthanide metal–organic framework photosensitizers to induce a photocatalytic reactive oxygen species storm for sewage purification and photodynamic sterilization
摘要:合成同时具备水稳定性、高效产生活性氧(ROS)能力的镧系金属‑有机框架(Ln‑MOFs)在光催化水体修复领域依旧是巨大挑战。本研究将配体4,4’‑(蒽‑9,10‑二基)二苯甲酸(H₂ADBA)分别与Eu₂O₁₇、Gd₂O₁₆次级构筑单元组装,得到两种结构稳定、耐水的Ln‑MOFs(Eu‑MOF与Gd‑MOF)。去质子后的ADBA²⁻配体呈Z型排布,相邻蒽环二面角为52.71°;该构型抑制配体间π‑π堆积,降低辐射跃迁损耗,显著提升ROS生成效率。荧光探针与电子顺磁共振(EPR)证实,在60 mW/cm²低功率氙灯照射下,两种Ln‑MOFs均可同时产生I型与II型活性氧。Eu‑MOF、Gd‑MOF可以在30 min内几乎完全降解10 mg/L罗丹明B,90 min内降解亚甲基蓝;同时对抗生素降解、大肠杆菌与金黄色葡萄球菌灭菌均表现优异性能。本工作为理性设计高性能Ln‑MOF光敏剂用于污水净化与光动力灭菌提供可行策略。 关键词:无 参考文献:Inorganic Chemistry, 2026, 无, https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.6c03076
Transparent cellulose‑based films with enhanced hydrophobicity, fluorescence, and mechanical performance via sequential post‑functionalization
摘要:透明高分子薄膜广泛用于光学器件、包装、信息显示领域;但是多数薄膜来源于不可再生石油资源,环境可持续性较差。纤维素储量丰富且可生物降解,是极具吸引力的天然高分子替代材料;但亲水性强、功能集成难度大限制纤维素基高级透明薄膜发展。本研究以漂白林业纸浆为原料,依次经过羧甲基化、高碘酸盐氧化、硅烷偶联、二胺辅助交联、后功能化接枝荧光基团,制备高透明、耐水、荧光型纤维素薄膜。羧甲基化实现薄膜透明成型;硅烷改性与网络构建显著提升表面疏水性与耐水性能;固定N‑(1‑芘)马来酰亚胺使薄膜具备明显荧光特性。经过多步修饰,薄膜可见光透过率约90%,水接触角101.6°,拉伸强度约70 MPa;紫外光照射下具备清晰光学响应。本工作提供一套连续共价修饰策略,同步实现透明纤维素基材疏水改性、荧光功能化与力学增强;该材料在光学标记、智能包装、柔性基底、防伪标记方面具备应用潜力。 关键词:Fluorescence, Cellulose‑based transparent film, Hydrophobicity, Mechanical properties, Post‑functionalization 参考文献:Polymer, 2026, 130678, https://doi.org/10.1016/j.polymer.2026.130678
Color‑ and time‑programmed photoswitchable fluorescent nanoparticles for multi‑level time‑resolved information encryption and dual‑modal dynamic anti‑counterfeiting
摘要:开发高安全性的先进光学信息加密与防伪技术,对抗假冒伪劣、保护信息安全意义重大;但将多种技术集成于同一套体系提升安全等级仍存在挑战。本文提供一套普适集成策略,制备多色光开关荧光纳米颗粒,兼具时间分辨荧光特性,把颜色、时间两个维度结合,提升信息加密与防伪安全等级。采用简单的一步细乳液聚合,将荧光团(NIMA、NBDMA)与光致变色螺吡喃分子SPMA共价接入聚合物纳米颗粒,得到颜色‑时间可编程光开关荧光纳米颗粒CTPFNs。通过调控给体‑受体配比,实现红‑品红‑蓝、红‑橙‑绿、红‑白‑青、白‑青等可逆多色荧光转变。更重要的是,调节甲基丙烯酸甲酯(MMA)与丙烯酸丁酯(BA)比例,调控聚合物基质刚柔度;玻璃化转变温度Tg有效控制螺吡喃光异构动力学,建立Tg与荧光开关速率负非线性关系,实现1‑30 min宽时间窗口内可编程时间分辨荧光。得益于颜色‑时间维度协同,CTPFNs光可逆性优异、荧光输出可定制、具备分层解码行为。成功构建多级时间分辨信息加密系统,以及双模式动态防伪标签,在不同照射时间呈现不同信息。本工作为可编程时空光学性质的光响应荧光材料搭建通用平台,面向下一代信息安全、智能防伪、光学数据存储开辟新途径。 关键词:FRET, Information encryption, Dynamic anti‑counterfeiting, Polymeric nanoparticles, Time‑resolved photoswitchable fluorescence 参考文献:Chemical Engineering Journal, 2026, 180766, https://doi.org/10.1016/j.cej.2026.180766
碳点、量子点、其它纳米发光材料机理与综述
本部分收录碳点、钙钛矿量子点、石墨烯量子点等纳米发光材料的机理研究、综述类文章;涵盖发光起源解析、掺杂调控光物理、机器学习结合荧光传感、分子印迹复合体系等方向,梳理领域进展,剖析现存挑战,指明未来发展方向。
Machine learning‑enhanced fluorescence signal processing of carbon quantum dots for high‑accuracy chemical sensing
摘要:碳量子点(CQDs)光物理行为复杂,存在激发依赖发射、表面态多变、多重荧光通路等特点,给化学传感中精确信号解析带来巨大挑战。机器学习(ML)为建模处理上述复杂问题、提升荧光检测性能提供有力工具。本综述全面分析机器学习在碳量子点荧光体系中用于降噪、光谱分解、特征提取、高精度分类的各类方法;阐述主流机器学习范式数学基础,建立严谨的信号重构与泛化分析框架。综述评估近年相关应用案例,展示机器学习如何实现超低浓度待测物检测、可解释光物理建模、化学与生物环境实时智能传感。同时探讨物理知情学习、生成式数据增强、自主闭环传感、分布式多模态架构等前沿方向,这些前沿将重塑碳量子点分析技术。总体而言,机器学习与碳量子点光物理结合,有望构建稳健自适应新一代化学传感平台。 关键词:无 参考文献:RSC Advances, 2026, 10.1039.D6RA06190G, https://doi.org/10.1039/D6RA06190G
Fluorescence sensing with perovskite quantum dots: mechanisms, design strategies, and molecular imprinting approaches
摘要:钙钛矿量子点(PQDs)光致发光量子产率接近100%、发射线宽窄、吸收截面大、组分可调,是荧光传感极具潜力的纳米材料。但三大核心难题制约实际应用:湿气氧气高温条件稳定性差;铅基材料具备毒性;固有的分子识别选择性不足。尽管已有很多综述讨论钙钛矿量子点合成与光学性质,但缺少专门针对传感器设计、传感机理、分子印迹聚合物(MIPs)应用方向的系统性总结。本文填补该空白,系统梳理钙钛矿量子点光物理基础,包括辐射复合机理、激子动力学;归纳主要传感机制:光诱导电子转移(PET)、Förster共振能量转移(FRET)、分子内电荷转移(ICT)、激发态分子内质子转移(ESIPT);评述表面功能化、封装、组分掺杂、杂化复合等重要设计策略。重点讨论MIP‑PQD杂化体系,深入分析待测物重新结合印迹空腔带来的荧光调制机理。列举环境监测、生物医学诊断、食品安全领域代表性应用。最后展望无铅体系、便携设备、人工智能集成传感平台未来发展方向。 关键词:Fluorescence sensing, Quantum dots, Imprinting, Perovskite 参考文献:Microchimica Acta, 2026, 613, https://doi.org/10.1007/s00604‑026‑08333‑8
Disentangling the Fluorescence origin in flame‑Formed Carbon dots
摘要:火焰合成是可连续规模化制备碳点(CDs)的可持续路线,可实现发光可调;但是火焰法碳点荧光起源尚不清晰,制约理性设计。本工作从富燃料预混乙烯火焰颗粒物中提取蓝、绿、黄发射碳点(B‑CDs、G‑CDs、Y‑CDs);不进行后处理,仅调控停留时间与提取溶剂,系统解析发光机制。结合稳态‑时间分辨荧光、荧光各向异性、透射电镜(TEM)、体积排阻色谱(SEC)、紫外‑可见吸收、拉曼光谱、激光解吸电离质谱等多种表征,揭示碳点荧光来自两类发光态的协同贡献:类分子发光态,以及表面态/π共轭域发光态;发射颜色由两类发光基团相对占比决定。B‑CDs主要来自类分子态,来源于碳纳米结构内部或与之相连的芳香分子亚单元;G‑CDs、Y‑CDs中扩展芳香域以及Y‑CDs的表面态贡献更大;Y‑CDs红移发射与表面氧化程度升高有关,得到质谱结果佐证。TEM、SEC、荧光各向异性证明:从溶液转为固态,所有碳点表观粒径增大,主要来自荧光基团动态聚集形成超分子组装体。本研究厘清火焰法碳点荧光起源,建立基于火焰条件、表面化学调控发光的设计准则,助力光学传感应用的定制化碳点规模化制备。 关键词:无 参考文献:ACS Applied Nano Materials, 2026, 无, https://doi.org/10.1021/acsanm.6c02302
Molecular‑level fluorescence engineering in N‑doped graphene quantum dots: Electronic–interfacial coupling and emergent photophysics
摘要:氮掺杂石墨烯量子点(N‑GQDs)分子尺度荧光行为,是电子重构、表面化学、界面环境耦合共同作用的结果,而不是简单由孤立结构参数决定。本综述探讨杂原子掺杂如何重塑π共轭网络、缺陷分布、激子弛豫路径,产生传统量子限域模型无法解释的新兴光物理行为。重点阐述氮以及共掺杂原子的双重作用:调控局部电子密度,产生多种异质发光态,实现辐射‑非辐射跃迁可调。同时指出表面官能团作为动态调控因子,介导激子‑界面相互作用;分子尺度化学基团与环境物质共同决定荧光稳定性、灵敏度、可逆响应。综合界面电荷转移、缺陷辅助复合、配位驱动过程,总结传感、化学发光、杂化光电器件中依赖应用场景的荧光调制现象。整合近年研究,构建统一机理框架,说明分子荧光是电子‑化学耦合涌现现象,而非材料静态属性。最后讨论可预测调控、结构可复现性、结构‑性能解耦等现存局限,指明面向可编程应用的杂原子掺杂石墨烯量子点荧光工程未来研究方向。 关键词:Electronic–interfacial coupling, Emergent photophysics, Heteroatom doping, Molecular fluorescence engineering, Nitrogen‑doped graphene quantum dots, Surface functionalization 参考文献:Results in Chemistry, 2026, 103745, https://doi.org/10.1016/j.rechem.2026.103745
Synthesis of photoactive compounds from 2H‑pyran‑2‑ones and their photophysical properties
摘要:2H‑吡喃‑2‑酮及其衍生物是构筑光活性化合物极具价值的杂环骨架,部分芳香性、反应多样性、紫外‑可见吸收可调,便于构建共轭体系,光物理性质丰富。本综述总结2H‑吡喃‑2‑酮衍生光活性化合物合成最新进展,详细解析光物理性质,重点讨论构效关系、光诱导转变、发射与稳定性的分子设计原则。列举金属离子传感器、比率型探针、聚集诱导发光分子等代表性案例,展示该骨架多功能潜力。很多光化学反应条件温和,符合可持续化学理念。整合现有认知,为理性设计面向光电器件、诊断、响应材料领域的2H‑吡喃‑2‑酮基光活性分子提供参考。 关键词:无 参考文献:RSC Advances, 2026, 10.1039.D6RA01287F, https://doi.org/10.1039/D6RA01287F
荧光光谱方法学、仪器模拟与生物医学光学技术
本部分聚焦荧光光谱、成像技术本身的方法创新,包含蒙特卡洛‑人工神经网络信号校正、荧光寿命成像FLIM、单分子荧光光谱、激光诱导荧光测温、FISH临床回顾性研究;涉及物理仿真、算法开发、临床样本队列分析,属于技术方法学方向。
Monte Carlo trained ANN framework for quantitative fluorescence correction in coupled absorbing‑scattering media
摘要:荧光光谱化学分析灵敏度高;但是浑浊介质中背景吸收与多重散射扭曲光子输运,破坏荧光‑浓度线性关系,定量准确度下降。传统校正大多把吸收、散射当成独立效应分开处理,在强耦合光学条件下准确度有限。针对该问题,本文提出一套蒙特卡洛训练人工神经网络(MC‑ANN)框架,用于吸收‑散射耦合浑浊介质的荧光定量校正。开发定制蒙特卡洛模型,模拟实验几何下随机光子输运,包含聚焦激发、波长依赖吸收、多重散射、荧光生成、有限角度检测。蒙特卡洛仿真生成大量数据集,训练前馈人工神经网络作为蒙特卡洛衰减映射快速替代模型。神经网络学习宏观光学系数与荧光衰减因子之间的非线性关系,从畸变信号还原待测物本征浓度。实验结果表明,蒙特卡洛模型可以复现吸收衰减、散射收集损失、二者耦合效应;中低干扰条件平均相对误差低于18%。传统分步解析校正方法随吸收散射增强性能急剧恶化,高浑浊强吸收条件浓度恢复率仅0.3%;而本MC‑ANN框架在吸收主导条件浓度恢复维持83.7%‑110.5%;强耦合条件也可以保留正确数量级。本工作提供基于蒙特卡洛仿真的代理校正策略:随机光子输运模型提供物理衰减信息,ANN实现快速预测,用于吸收‑散射耦合介质的荧光定量传感。 关键词:无 参考文献:Optics Express, 2026, 30956, https://doi.org/10.1364/OE.606305
Fluorescence Lifetime Imaging Microscopy Detects Preeclampsia,Gestational Diabetes Mellitus, and Their Comorbidity Early by Profiling Lipid Dysregulation
摘要:子痫前期(PE)、妊娠期糖尿病(GDM)是临床常见复杂妊娠并发症,二者经常共病,缺少可靠早期诊断手段。本文发展基于荧光寿命成像显微镜(FLIM)的检测手段,分析孕妇血清代谢改变;拉曼光谱、脂质组学作为补充生化解析工具。对照组、PE、GDM、PE+GDM四组孕妇血清拉曼光谱出现明显生化差异,尤其是脂质相关谱带。脂质组学验证特征代谢标志物:GDM样本磷脂酰胆碱富集;PE样本甘油三酯升高;共病组表现脂质改变叠加特征。FLIM捕捉脂质微区功能微环境变化,孕24‑28周可以清晰区分全部病理组别,包括临床很难鉴别的PE+GDM共病表型。值得注意的是,在孕8‑12周,常规生化、拉曼光谱尚未出现可分辨差异时,FLIM依靠光学特征即可检出早期生化改变;AUC均大于0.8。结果证明FLIM作为无创高灵敏工具,可实现妊娠并发症早期风险分层与纵向监测。 关键词:无 参考文献:Analytical Chemistry, 2026, 22988‑23001, https://doi.org/10.1021/acs.analchem.6c02375
Single‑molecule fluorescence spectroscopy of biomolecular condensates
摘要:单分子光谱是解析生物分子凝聚体分子结构与动力学的强大工具。不同于系综平均方法,单分子荧光手段可以解析异质构象、动力学、分子相互作用、浓度、输运行为;即便样品量很少,也可以覆盖很宽时空尺度。重点介绍单分子FRET、荧光相关光谱(FCS)、荧光各向异性、纳秒FCS等技术,阐述蛋白质、核酸在致密凝聚相内部如何运动,微观动力学与介观性质、生理功能之间的关联。结合分子模拟,获得凝聚体组装、动力学、老化过程的机理认识。本文总结近年进展、典型应用,展望单分子光谱探测生物凝聚体的未来方向。 关键词:无 参考文献:Current Opinion in Structural Biology, 2026, 103354, https://doi.org/10.1016/j.sbi.2026.103354
Real‑world diagnostic yield and longitudinal dynamics of fluorescence in situ hybridization in hematologic malignancies: A five‑year retrospective analysis of 1357 patient samples
摘要:荧光原位杂交(FISH)是血液系统恶性肿瘤诊断、预后评估的常规手段。现有证据大多来自初治确诊患者,对于疾病随访、治疗暴露过程中细胞遗传学图谱动态变化了解有限。本研究回顾分析2019‑2023年间1092位血液病患者,合计1357份FISH检测样本。采用多变量逻辑回归分析染色体异常检出的影响因素,纵向队列跟踪细胞遗传学随时间演化。样本中位年龄68岁,主要为骨髓增生异常/骨髓增殖性肿瘤(27.2%)、多发性骨髓瘤(26.9%)、慢性淋巴细胞白血病(21.6%)。有效样本中29.2%检出染色体异常。临床检测指征是异常检出最强预测因子:对比初诊样本,随访样本检出异常的校正OR=0.48(95%CI 0.36‑0.64,p<0.001);复发样本校正OR=1.82(95%CI 1.28‑2.59,p=0.001)。年龄每增加十岁,异常检出概率上升(校正OR=1.24,95%CI 1.12‑1.38,p<0.001)。部分经典异常检出率低于历史初治队列报道,但是TP53所在del(17p)在各类疾病中持续出现,在慢淋中占比高于历史数据。纵向观察显示,随疾病进展细胞遗传异质性持续增加,普通突变占比由16.3%下降,罕见复杂异常占比升高至36.7%。真实世界FISH阳性率与历史确诊队列存在偏差;解读FISH报告必须结合临床阶段与治疗史。TP53缺失在各类疾病持续存在;克隆演化过程中染色体畸变谱不断多样化。 关键词:clonal evolution, cytogenetic abnormalities, fluorescence in situ hybridization (FISH), hematologic malignancies, nomogram, real‑world evidence 参考文献:Genes, 2026, 955, https://doi.org/10.3390/genes17080955
Improving laser‑induced fluorescence thermometry for multiphase flow measurement
摘要:受水溶液激光诱导荧光(LIF)测温已有诸多研究;本工作表征不同染料温度灵敏度,筛选染料组合,改进双色‑双染料LIF(2c‑2d‑LIF)方法,提升多相流测温精度,尤其针对微通道内空化流(存在蒸发、冷凝)。实验要求pH不敏感、测温区间大,可捕捉微小温度变化;测温范围扩展至**‑10 ℃~~80 ℃。532 nm激发、pH=9条件下,对比多种染料组合,Kiton Red 620 + 荧光素二钠组合综合性能最优,二者温度响应一正一负,光谱干扰小。根据染料配比,‑10~~80 ℃灵敏度最高可达4.05%/℃**;‑10~20 ℃区间灵敏度可达5.12%/℃。该方法在微通道方块结构空化流内部完成温度分布映射验证。 关键词:Laser‑induced fluorescence, Multiphase flow, Temperature sensitivity, Thermometry 参考文献:Experimental Thermal and Fluid Science, 2026, 111817, https://doi.org/10.1016/j.expthermflusci.2026.111817
植物、环境与其它交叉荧光研究
本部分包含植被叶绿素荧光大尺度遥感、微纳米塑料与Aβ蛋白相互作用等交叉方向,涉及卫星遥感、通量塔观测、环境毒理,拓展荧光技术在地球环境科学领域的应用。
Global mapping of vegetation solar‑induced chlorophyll fluorescence over 1981−2023 with a light‑use‑efficiency constrained machine‑learning approach
摘要:卫星获取的太阳诱导叶绿素荧光(SIF)可以直接表征植被光合作用;但卫星传感器寿命有限,难以获得长时间连续SIF数据集。本研究结合光能利用效率(LUE)理论与机器学习,构建混合模型框架,重建1981‑2023年0.05°时空分辨率的全球逐日、逐月SIF数据集LTSIF。基于远红光SIF分解框架、LUE理论、随机森林RF识别关键驱动因子;对比随机森林、极端梯度提升、神经网络,LUE‑RF模型效果最优,R²=0.97,RMSE=0.08 mW m⁻² sr⁻¹ nm⁻¹,KGE=0.97;在不同植被类型、气候区均表现稳健。使用通量塔SIF、OCO‑2 SIF、已发表SIF产品独立验证,证明LTSIF可靠还原全球光合作用动态。1981‑2023,全球89.01%植被区光合作用呈上升趋势,全球平均每十年上升0.016 mW m⁻² sr⁻¹ nm⁻¹(p<0.01)。LTSIF数据集为评估陆地生态系统光合作用对气候变化响应提供重要长时序数据资源。 关键词:无 参考文献:International Journal of Digital Earth, 2026, 2712692, https://doi.org/10.1080/17538947.2026.2712692
Disentangling leaf physiology and canopy structure effects on solar‑induced chlorophyll fluorescence and gross primary productivity: A multi‑biome and cross‑site assessment
摘要:太阳诱导叶绿素荧光(SIF)是估算陆地总初级生产力(GPP)强有力工具;但跨生态系统,SIF与GPP之间内在机理联系尚不清晰,叶片生理、冠层结构效应互相耦合。为区分二者贡献,结合通量塔观测与GOSIF数据集,在覆盖四大生物群落(农作物CRO、草地GRA、常绿针叶林ENF、落叶阔叶林DBF)的37个站点,分析光能利用效率LUE、荧光产率ΦF、冠层逃逸系数fesc三者关系。结果显示,fesc总体上强化ΦF与LUE之间相关性;增强幅度存在生物群落特异性:CRO、GRA、ENF提升R²约0.10‑0.15(相对提升21%‑88%)。使用fesc校正观测SIF得到总发射SIF,反而削弱SIF‑GPP相关性。环境梯度下LUE、ΦF对环境因子响应不同,造成SIF‑GPP斜率、相关系数随环境变化。除ENF外,CRO、GRA、DBF在温度>9 ℃、水汽压亏缺VPD<14 hPa条件下SIF‑GPP相关性更高。SIF‑GPP关系存在站点异质性,来源于冠层结构、叶片性状双重影响。本研究表明利用卫星SIF反演GPP,必须同时考虑冠层结构、生理调控、站点特异性。 关键词:Canopy escape ratio, Chlorophyll fluorescence, Fluorescence yield, Gross primary productivity, Near‑infrared reflectance of vegetation 参考文献:International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, 2026, 105521, https://doi.org/10.1016/j.jag.2026.105521
Micro/nanoplastics drive amyloid‑β colloidal and oxidative reorganization: A real‑world contaminant stressor
摘要:环境微纳米塑料(MNPs)作为广泛存在颗粒物污染物,越来越受到重视;但微纳米塑料对β‑淀粉样蛋白(Aβ)结构行为、氧化化学的影响仍然研究不足。本工作选用来源于消费品的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)微纳米塑料作为真实环境污染物模型,在低于聚集浓度条件下研究PET‑MNPs与Aβ的时间依赖性相互作用。Aβ浓度0.1‑1000 pg/mL,PET‑MNPs设置10、40、100 μg/mL,暴露时长1‑144 h;采用荧光光谱、表观Stern‑Volmer分析、浊度、瑞利光散射RLS、Zeta电位、DLS、FTIR、拉曼光谱、紫外‑可见斜率分析、无细胞DTT氧化潜力、分子对接开展表征。PET‑MNPs造成波长、浓度、剂量、时间依赖的荧光变化;表观Stern‑Volmer斜率双向变化,数值偏小,说明不属于简单动态淬灭或单一结合机制。浊度、RLS信号主要在暴露早期上升,提示Aβ‑MNP组装体生成;长时间孵育后散射信号下降,DLS、Zeta电位发生波动,说明体系纳米尺度物种发生改变。FTIR、拉曼光谱观察到酰胺II/III、C‑O/C‑H、芳香残基相关谱带变化;DTT检测到适度可测量的无细胞氧化潜力。分子对接模拟显示PET与Aβ的结合位点集中在易聚集芳香残基与极性残基。现有实验数据尚不能区分界面重构、微量沉淀、容器壁吸附、过滤损失、散射效率改变等多种可能性。综合结果,PET微纳米塑料可动态调控Aβ胶体行为、结构、氧化状态;早期促进Aβ‑MNP结合,后期纳米尺度与光谱性质改变,但是本研究无法确定特定聚集体形貌与后期作用机制。 关键词:无 参考文献:ACS Omega, 2026, 无, https://doi.org/10.1021/acsomega.6c06885
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