荧光爱好者日刊#

国家科技奖#

生物医学探针与活体成像#

本板块涵盖了用于亚细胞结构、微环境特征探测及重大疾病活体影像诊断的最新荧光探针技术。研究重点包括通过分子工程精密调控AIE探针光毒性以实现线粒体嵴的受激发射损耗（STED）超分辨动态成像，基于原位荧光团合成策略设计双锁激活探针用于结肠炎的精准诊断，构筑通用型近红外硅基罗丹明荧光染料，开发用于原位膀胱癌长期成像的固态近红外探针，利用近红外二区荧光纳米前药动态监测肿瘤铜死亡，通过极性敏感探针解码脂滴代谢异质性，以及对结直肠疾病智能分子探针与诊疗一体化平台的全面综述。

【ADVANCED SCIENCE】 A Molecular Engineering Strategy to Fine-Tune Phototoxicity of AIE Probes for Super-Resolution Imaging of Mitochondrial Cristae Dynamics#

摘要：理解线粒体的形态和功能对于研究线粒体疾病至关重要，但目前能够标记线粒体内膜（IMM）并以高时空分辨率反映其功能障碍的荧光探针仍然有限。在本研究中，我们合理设计了具有可调烷基链长度和羧基的聚集诱导发光（AIE）活性探针，从而能够精细调节光毒性并实现受控且温和的活性氧（ROS）产生水平。两款名为 OTS-7C 和 OTS-12C 的探针成功实现了基于受激发射损耗显微镜（STED）的线粒体嵴超分辨率成像，而 OTS-12C 还进一步支持了活细胞中的海森结构光照明显微镜（Hessian-SIM）成像。重要的是，OTS-12C 可控的 ROS 输出支持对线粒体应激反应（包括肿胀、嵴重塑和恢复）进行长时间序列延时成像。我们以维生素 C 和虾青素作为模型抗氧化剂，进一步证明了其可作为评估抗氧化剂功效的通用平台。同时，OTS-12C 的荧光寿命成像（FLIM）表明，ROS 诱导的不饱和脂质氧化延长了其在线粒体内膜内的荧光寿命，从而实现了对线粒体功能状态的实时监测。该工作为精细调节 AIE 光敏剂的光毒性提供了一种简单而有效的策略，并提供了 OTS-12C 这一通用荧光探针，用于线粒体超微结构的高分辨率可视化、研究线粒体应激管理以及评估活细胞中的药物抗氧化效果。

参考文献： Adv. Sci., 2026，https://doi.org/10.1002/advs.202524281

【ANALYTICAL CHEMISTRY】 HO/Viscosity Tandem-LockedFluorescent Probes Based on an In Situ Fluorophore Synthesis Strategyfor Colitis Imaging and Diagnosis#

摘要：单分子双锁激活荧光探针已成为生物医学应用中有前途的工具。然而，大多数双锁探针是通过将生物标志物识别基团作为荧光淬灭剂引入传统荧光团中来设计的，这种策略通常会带来持续的背景荧光和非特异性激活，最终导致信号激活有限并增加假阳性风险。为了解决这一问题，本文报道了一种基于原位荧光团合成策略的 $H_2O_2$ /粘度串联锁定激活荧光探针 NPB，用于结肠炎的成像和诊断。在由结肠炎相关的 $H_2O_2$ /粘度激活时，探针 NPB 表现出高达 420.0 倍的显著荧光增强，其中 $H_2O_2$ 触发荧光反应生成染料 NPH，随后升高的粘度显着增强了其荧光。此外，该探针能够在活细胞中以高特异性和良好的生物相容性原位监测病理性氧化应激和微粘度升高。更重要的是，利用探针 NPB 进行的近红外（NIR）荧光成像实现了对斑马鱼和小鼠模型中葡聚糖硫酸钠（DSS）诱导的急性结肠炎的精准可视化和诊断。这项工作不仅开发了一种用于结肠炎成像和诊断的 $H_2O_2$ /粘度串联锁定荧光探针，还为下一代双锁探针的理性设计提供了一种有价值的原位荧光团合成策略。

参考文献： Anal. Chem., 2026，https://doi.org/10.1021/acs.analchem.6c03226

【JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY】 A GeneralStrategy for Developing Si-Rhodamine-BasedFluorogenic Dyes for Advanced Bioimaging and Biosensing#

摘要：硅基罗丹明（SiR）及其衍生物因其高光稳定性和明亮的近红外（NIR）发射而推进了生物成像研究。然而，合理设计具有高荧光激发特性的 SiR 衍生物仍极具挑战。在此，我们报道了一种开发高性能荧光 SiR 衍生物（术语为 SFs）的通用策略，即在 SiR 骨架的内消旋（meso）位置引入分子转子。该设计实现了基于扭曲胞内电荷转移（TICT）机制的荧光开/关切换，从而获得了超过 3000 倍的最大荧光开/关比。氯烷烃（CA）偶联的 SFs 表现出极高的细胞亮度和优异的光稳定性，能够在活细胞和体内对 HaloTag 进行高对比度的鲁棒荧光标记。它们在受激发射损耗（STED）显微镜中的适用性使活细胞中的亚衍射极限分辨率先进荧光成像成为可能。我们还证明了 SFs 构筑具有大动态范围的化学遗传学 $\text{Ca}^{2+}$ 指示剂的能力，能够利用荧光强度 and 寿命敏感地检测细胞内及体内的 $\text{Ca}^{2+}$ 动力学。这项工作确立了近红外荧光染料的通用设计策略，从而为先进生物成像和生物传感开辟了新途径。

参考文献： J. Am. Chem. Soc., 2026，https://doi.org/10.1021/jacs.6c06089

【ANALYTICAL CHEMISTRY】 A Solid-StateNear-Infrared Fluorescent Probe by aSynergistic Extended Conjugated System for Detecting Cys with Long-TermImaging in Orthotopic Bladder Cancer#

摘要：膀胱癌（BC）是泌尿系统高发且具有高复发率和死亡率的恶性肿瘤。目前，尿液细胞学和成像技术对低级别早期肿瘤的敏感性不足，而临床使用的手术导航剂存在肿瘤滞留时间短的问题。为了解决这些局限性，本研究开发了一种固态荧光探针 HPQ-TH-BI-Cys，能够对半胱氨酸（Cys）产生特异性响应，用于膀胱癌的精准识别和长期成像。通过将噻吩和苯并吲哚基团引入 HPQ 核心，设计了固态荧光团（HPQ-TH-BI），形成了协同延伸的 $\pi$ 共轭体系，将发射波长红移至近红外区域（750 nm）。该探针（HPQ-TH-BI-Cys）采用丙烯酸酯基团作为识别单元，在 Cys 存在下发生特异性裂解，释放出在水中呈固态并显示出长期荧光的 HPQ-TH-BI。细胞实验表明，HPQ-TH-BI-Cys 能够监测 Cys 浓度的动态变化并准确区分正常细胞和癌细胞。体内成像实验进一步表明，该探针不仅在小鼠皮下肿瘤模型中表现优异，在原位膀胱癌模型中也展现出卓越的性能。与临床使用的吲哚菁绿（ICG）相比，HPQ-TH-BI-Cys 提供了更高的肿瘤成像准确性和更长的成像时间，为膀胱癌的精准诊断和手术导航提供了一种极具前景的成像工具。

参考文献： Anal. Chem., 2026，https://doi.org/10.1021/acs.analchem.6c03199

【ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS】 GSH Triggered Copper-Complexes as Nano-Prodrug for NIR-II Fluorescence Monitoring Cuproptosis in Tumor Therapy#

摘要：铜死亡（Cuproptosis）已成为一种极具前景的抗癌治疗范式。尽管各种研究采用铜离子载体来促进细胞内铜的递送，但这些试剂主要促进铜的积累并触发随后的铜死亡，缺乏对治疗过程进行实时监测和动态调节的能力。在本研究中，我们设计了一系列近红外二区（NIR-II）荧光铜配位配体，命名为 Et-X。其中，基于其优异的配位亲和力确定了最佳候选物，并用于构建 Et-DPA-Cu 复合物。该复合物能够响应肿瘤微环境中升高的谷胱甘肽（GSH）水平释放 $\text{Cu}^+$ ，引发类芬顿反应并诱导铜死亡。同时，基于光诱导电子转移（PeT）机制，该复合物在释放 $\text{Cu}^+$ 时表现出“关-开”荧光转变，从而实现了高对比度的实时 NIR-II 荧光成像。为了进一步提高肿瘤选择性和生物相容性，该复合物被封装在 DSPE-mPEG5K 中以形成纳米前药，命名为 EDCP。实验结果表明，EDCP 通过增强渗透与滞留（EPR）效应有效积累在肿瘤组织中，实现了强效的铜死亡介导的肿瘤抑制，同时允许高分辨率的 NIR-II 荧光成像。总体而言，这项工作提供了一个集治疗精准性和诊断能力于一体的鲁棒纳米前药平台，在先进癌症诊疗中具有极大的应用前景。

参考文献： Adv. Funct. Mater., 2026，https://doi.org/10.1002/adfm.76827

【CHINESE CHEMICAL LETTERS】 Phenylethynyl-bridged naphthalimide probe for super-resolution imaging and polarity decoding of lipid droplets#

摘要：脂滴（LDs）是脂质合成、储存和动员的中心枢纽，其生物学功能很大程度上由中性脂质核心的组成决定。尽管原位探测脂滴极性已成为解码其成分重塑的一种极具前景的策略，但在脂滴内部解析微妙且窄分布的极性变化探针仍旧匮乏。在此，我们报道了一种苯乙炔桥连的萘酰亚胺探针（TS-N），它能够灵敏地解码活细胞中的脂滴极性。共轭苯乙炔间隔基的引入显着增加了分子内电荷转移距离（ $d_{\text{CT}} = 3.561$ Å），导致增强的溶剂化变色响应，在溶剂极性梯度上的发射位移超过 220 nm。该探针表现出 14.5 nm 每单位的高极性敏感性，能够检测弱极性脂滴内部细微的介电变化。TS-N 选择性地靶向脂滴，并支持动态过程（包括脂滴融合 and 线粒体-脂滴相互作用）的长期超分辨率成像。重要的是，定量原位荧光光谱分析表明，TS-N 能够在单脂滴水平上解析代谢干扰诱导的极性波动，并将介电变化与脂滴尺寸重塑相联系。该策略将结构成像与成分解码相结合，为研究活细胞中的脂滴代谢异质性和细胞器相互作用提供了一种强有力的工具。

参考文献： Chin. Chem. Lett., 2026，https://doi.org/10.1016/j.cclet.2026.112618

【COORDINATION CHEMISTRY REVIEWS】 Smart probes for colorectal diseases: navigating the diagnostic landscape from chronic inflammation to carcinoma#

摘要：结直肠癌（CRC）的发病不是一个孤立的事件，而是一个由慢性炎症支撑的、长达数十年的多阶段生物学过程。阐明从炎症到恶性肿瘤的动态转变，并在异质性病理阶段实现精准的分子分层，对于阻断恶性转化和改善临床结果至关重要。然而，传统的诊断方法往往缺乏足够的分子敏感性和空间分辨率来可靠地识别这种连续体中早期、细微的变化。近来，光学分子探针和生物传感技术的进展已开始转变诊断范式，为实时体内生物标志物检测提供了高灵敏度、高选择性的工具。本综述全面系统地合成了近五年来报道的四类主要探针：小分子探针、基于核酸的探针、纳米级探针和下一代生物传感器。我们系统分析了它们在包括荧光、超声、光声和正电子发射断层扫描（PET）在内的多种互补成像模式中的设计原理、靶向机制和功能表现，并特别强调了它们在炎症性肠病（IBD）和结直肠癌（CRC）中的应用。这些技术共同支持了对肠道病理生理学的无创、实时、原位监测。我们进一步探讨了从单一模式检测向统一诊断、治疗和治疗反应评估的一体化诊疗平台（theranostic platforms）的演进。最后，通过批判性地评估过去五年中报道的靶向策略和成像方法，我们概述了关键挑战（包括病理异质性和单模成像的局限性），并提出了前瞻性的研究方向。最终，本综述旨在为智能、主动的早期预警系统建立概念和技术基础，加速从被动干预向预测性和个性化健康管理的转变。

参考文献： Coord. Chem. Rev., 2026，https://doi.org/10.1016/j.ccr.2026.218239

环境监测与食品安全传感#

本板块聚焦于荧光化学传感技术在生态生态安全、精准农业及食品毒素现场即时检测（POCT）中的集成开发与应用。研究涵盖了过去十年分子荧光探针在环境农药残留检测与智能控释材料方面的研究进展，利用特殊电子拓扑结构实现对重金属铜离子（ $\text{Cu}^{2+}$ ）及铁离子（ $\text{Fe}^{3+}$ ）的选择性识别和超高容量吸附，针对硝基芳香族爆炸物构筑能进行动态/静态淬灭切换的功能化偶氮硼二吡咯（aza-BODIPY）传感平台，以及结合多闸门控制系统、CRISPR/Cas12a反式剪切活性和纳米酶级联催化技术实现对食品中强致癌物黄曲霉毒素B1（AFB1）的超灵敏多模信号读出检测。

【COORDINATION CHEMISTRY REVIEWS】 Molecular research progress: Practical applications for pesticide detection, in vivo/in vitro fluorescence imaging, and pesticide loading#

摘要：农药的使用提高了作物产量，减少了病虫害和杂草，并维护了公共健康。然而，其残留对生态环境和人类健康造成了严重危害。因此，检测农药残留并实现负载农药的定量有效控释以减少农药残留势在必行。本综述总结了过去十年中分子荧光探针在农药领域的应用：其在水、土壤、水果、蔬菜、肉类和粮食作物等实际样品中农药残留检测中的应用；其在植物和生物体中基于荧光的视觉成像检测中的应用，用于监测实际样品中的农药含量；此外，还总结了分子负载农药在控制植物和作物中的杂草与害虫、调节植物增长、实现定量有效控释以及减少农药残留方面的应用。总之，围绕农药残留对生态环境和人类健康的严重影响，本综述全面讨论了用于农药检测的分子探针和用于农药负载以减少农药残留的分子系统的实际应用，为分子探针和负载系统的设计提供了宝贵的见解，并探讨了它们当前的挑战和未来前景。

参考文献： Coord. Chem. Rev., 2026，https://doi.org/10.1016/j.ccr.2026.218241

【ACS NANO】 Dual-Bridged Porphyrin-BasedCovalent Organic Frameworkwith Integrated Specific Fluorescent Recognition and Cooperative AdsorptionCapabilities#

摘要：开发具有特异性识别和高效吸附特性的候选材料对环境和生态具有重要价值。共价有机框架（COFs）因其结构可调、功能化修饰以及优异的物理化学性质而成为理想的多功能候选材料。然而，大多数 COF 单体可与多种金属离子配位，从而限制了它们在精准识别中的应用。在此，我们通过引入双桥连单体将 5,10,15,20-四(4-氨基苯基)卟啉（TAPP）中心有序连接，设计了一种双桥连卟啉基共价有机框架（Tp-PDA-COF），构建了具有优异荧光性能的二维四方拓扑结构。所设计的拓扑结构有效降低了空间位阻，且特定的电子云密度优化了金属配体轨道，实现了高效捕获和特异性配位识别，通过明显的荧光色度变化实现了对 $\text{Cu}^{2+}$ 的灵敏检测，检测限达 40.76 nM。此外，将聚乙烯醇（PVA）聚合物引入 COF 中可增大层间距并抑制 $\pi-\pi$ 堆积，从而形成了荧光 Tp-PDA-COF 气凝胶。由于 $\text{Cu}^{2+}$ 的选择性配位以及凝胶结构的协同吸附，Tp-PDA-COF 气凝胶对 $\text{Cu}^{2+}$ 具有高达 1902 mg/g 的超高吸附容量。该工作为调节兼具特异性识别和吸附功能的超功能 COF 提供了一种结构设计策略。

参考文献： ACS Nano, 2026，https://doi.org/10.1021/acsnano.6c02141

【CHEMICAL COMMUNICATIONS】 Portable fluorescent conjugated microporous polymer sensor coupled with a smartphone for on-site Fe3+ detection in water#

摘要：一种基于共轭微孔聚合物（THDH-DMA）的便携式荧光传感器，与智能手机耦合，能够实现对水中 $\text{Fe}^{3+}$ 快速、选择性和灵敏的现场现场检测。

参考文献： Chem. Commun., 2026，https://doi.org/10.1039/d6cc02850k

【DYES AND PIGMENTS】 Modulation of the electronic structure and sensing performance toward nitroaromatic explosives of aza-BODIPY derivatives through substituent effect#

摘要：本研究选择了一系列带有羟基、溴和甲酰基功能基团的偶氮硼二吡咯（aza-BODIPY）衍生物作为针对硝基芳香族爆炸物（NACs）的荧光化学传感器，并对其荧光淬灭机制中涉及的潜在相互作用进行了评估。结果表明，引入结构中的官能团显着影响了 aza-BODIPY 部分的光物理行为和传感能力。在研究中评估了 Stern-Volmer 常数（ $K_{\text{sv}}$ ）和淬灭效率（QE），结果显示，获得的 $K_{\text{sv}}$ 值在 $10^4$ 到 $10^6$ 之间（带有羟基的 aza-BODIPY 高达 $10^6$ ，带有甲酰基的为 $10^4$ ，带有溴的为 $10^5$ ）。此外，尽管羟基表现出最高的 $K_{\text{sv}}$ 和 QE 值，但由于其对非芳香族硝基化合物的氢键结合和静电相互作用能力，它对硝基芳香族化合物的选择性较低。为了阐明潜在机制，进行了理论研究和寿命分析，有趣的是观察到了二级/三级激发态，并表明动态淬灭是其与四苯基共轭 aza-BODIPY 的主要区别。在所有改性的 aza-BODIPY 衍生物中，静态淬灭向动态淬灭的转变突出了电子结构在决定主导淬灭路径中的关键作用。凭借提升的 $K_{\text{sv}}$ 和 QE 值以及全新的机制见解，这些发现不仅确立了 aza-BODIPY 作为具有竞争力的硝基芳香族爆炸物检测的可重复平台，而且有效表明通过官能团修饰可以调节传感性能和路径。

参考文献： Dyes Pigment., 2026，https://doi.org/10.1016/j.dyepig.2026.113959

【CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL】 On-site AFB1 detection in food via dual-gated system and Zn2+-doped UCNPs embedded in injectable PGB hydrogel#

摘要：全球食品供应中黄曲霉毒素 B1（AFB1）污染的不断扩大对公众健康构成了严重威胁。这项工作开发了一种便携式传感器，它使用掺杂 $\text{Zn}^{2+}$ 的上转换纳米颗粒（ZUCNPs）在可注射的聚乙烯醇/明胶/硼砂（PGB）水凝胶中进行 $\text{Cu}^{2+}$ 诱导的荧光淬灭。首先，用支化聚乙烯亚胺（BPEI）修饰表现出增强荧光的 ZUCNPs，形成名为 BZUCNPs 的信号探针。此外，通过溶胶-凝胶法制备了介孔二氧化硅纳米颗粒（MSNs），负载 $\text{Cu}^{2+}$ 并包覆适体（Apt）和聚多巴胺（PDA）以创建双闸门捕获探针（PACMSNs）。随后，将 BZUCNPs 和 PACMSNs 混合形成传感探针，然后整合到 PGB 水凝胶中，形成最终的传感器（BZUCNPs-PACMSNs/PGB）。在 pH 5.5 且存在 AFB1 的情况下，AFB1 扩散到 PGB 水凝胶中，由于酸性环境破坏了 PDA 和 Apt 层，且当 AFB1 与其特异性结合时改变了 Apt 的结构。然后，释放出的 $\text{Cu}^{2+}$ 促进了 ZUCNPs 表面 $\text{BPEI}@\text{Cu}^{2+}$ 复合物的形成，产生内滤效应（IFE）进而淬灭荧光。在优化实验条件后，观察到显着的线性校准曲线（ $R^2 = 0.994$ ），将荧光与 0.1-100 $\mu$ g/kg AFB1 范围内的 AFB1 水平对数联系起来。其灵敏度特征表现为检测限为 0.03 $\mu$ g/kg。此外，该传感器的适用性通过对小麦、玉米、花生和水等食品基质的分析得到了证实，表现出高分析准确度，相对标准偏差低于 6.08%，回收率在 93.77% 至 107.67% 之间。

参考文献： Chem. Eng. J., 2026，https://doi.org/10.1016/j.cej.2026.178053

【ACS SENSORS】 A Triple-Signal Output Lateral Flow Platform Leveraging CRISPR/Cas12a and Nanozyme Cascades for Ultra-Sensitive Aflatoxin B1 Detection#

摘要：农产品中强致癌物黄曲霉毒素 B1（AFB1）的存在对食品安全和人类健康构成了严重威胁，凸显了开发高灵敏度检测方法的紧迫性。尽管研究者在基于适体的生物传感器方面付出了巨大努力，但典型整合核酸的适体传感器的灵敏度仍受到低效链置换的限制。为了解决这一局限性，本研究开发了一种用于 AFB1 的“三合一”多重读出侧流免疫层析分析平台，该平台集成了 CRISPR/Cas12a 单链 DNase 活性与 PtPdRu 纳米酶介导的比色信号放大。检测过程始于“锁定的激活剂”DNA 配置，其中 AFB1 的适体特异性识别激活了 CRISPR/Cas12a 的非特异性 ssDNA 剪切活性，导致荧光输出。集成的 PtPdRu 既充当比色探针又充当过氧化物酶模拟物，允许基于 3,3’,5,5’-四甲基联苯胺进行催化放大以改善比色检测。该信号放大的适体传感器实现了超灵敏检测，检测限（LOD）为 0.22 pg/mL，分别比荧光模式和固有比色模式低 13 倍和 2.7 倍。结合智能手机应用程序，这种“样本输入，信号输出”策略在发霉的玉米和花生样本中表现出高特异性。三模输出为农产品中 AFB1 的灵敏检测提供了一种通用工具。

参考文献： ACS Sens., 2026，https://doi.org/10.1021/acssensors.6c01569

生物分子分析与体外生物传感#

本板块探讨了利用核酸纳米技术、可编程生物酶反应和单分子生物物理技术在分子级别及体外体系中进行高精密检测与动态解析的突破成果。研究内容包括设计基于活性的硫代磷酰化荧光体系以共价标记和实时感测胞内 $\text{Cu}^{2+}$ ；利用可编程 DNA 折纸技术跨越微米至毫米尺度精确测绘高时空分辨率的 $\text{Na}^+$ 离子浓度梯度；全面综述 CRISPR-Cas12a 联合核酸适体进行高效非核酸血清标志物放大的诊断前沿；利用单分子磁镊和荧光技术深度解析大肠杆菌转录激活因子 Rob 的动态调控动力学；以及通过双链闸门控策略协同高阶二聚体 G-三螺旋结构建立超低背景、超高灵敏度的多聚核苷酸激酶（T4 PNK）检测平台。

【CHINESE CHEMICAL LETTERS】 Thiophosphoryl pyridinol/pyrimidinol-based probes for covalent and fluorescent sensing of intracellular Cu2+#

摘要：铜（Cu）是生命所必需的元素，其氧化还原循环（ $\text{Cu}^+/\text{Cu}^{2+}$ ）支撑着关键的生物过程。尽管在开发用于 $\text{Cu}^+$ 的荧光探针方面已取得了显著进展，但用于检测细胞内 $\text{Cu}^{2+}$ 的可靠工具仍然有限，这在生物无机化学工具箱中留下了关键空白。为了满足这一需求，我们开发了一种用于活细胞 $\text{Cu}^{2+}$ 检测的基于活性的传感（ABS）策略，该策略利用了 $\text{Cu}^{2+}$ 依赖的生物正交共轭。具体而言，我们设计了硫代磷酰基吡啶醇/嘧啶醇染料，这些染料在 $\text{Cu}^{2+}$ 介导下激活，从而实现了对细胞内富含 $\text{Cu}^{2+}$ 微域内近端蛋白共价标记并伴随荧光开启。这项工作不仅为检测外源刺激下细胞内 $\text{Cu}^{2+}$ 的波动提供了一种强有力的工具，而且提出硫代磷酰化吡啶醇/嘧啶醇骨架可作为未来细胞内 $\text{Cu}^{2+}$ 传感应用的通用平台。

参考文献： Chin. Chem. Lett., 2026，https://doi.org/10.1016/j.cclet.2025.111924

【ACS SENSORS】 Tunable DNA Origami Nanosensors for Detection of Multiscale Spatial Ion Concentration Gradients#

摘要：离子梯度在细胞信号传导、力学生物学和器官水平的稳态中起着至关作用。尽管其重要性不言而喻，但由于传统荧光传感器的可调性和空间分辨率有限，在生物学相关的长度尺度上准确映射这些空间梯度仍是一个挑战。在这里，我们提出了一种基于 DNA 折纸术的具有可调敏感性的传感器（NanoDyn），该传感器能够检测微米到毫米尺度的 $\text{Na}^+$ 离子梯度。该传感器设计利用可编程的 DNA 碱基配对相互作用来控制传感器的检测范围和灵敏度。利用荧光光谱，我们展示了 NanoDyn 可以表现出横跨约 100-1675 mM $\text{Na}^+$ 的可编程传感范围。为了验证量化离子梯度的能力并研究其空间分辨率，我们使用了定制的微流控梯度发生器，表明 NanoDyn 能够解析横跨多个尺度且距离小至约 6 $\mu$ m 的离子梯度变化。通过强调 DNA 纳米器件作为多尺度、可调离子梯度传感器的潜力，以及它们良好的生物相容性、高时间分辨率和多重功能化的潜力，这项工作扩展了 DNA 纳米器件在空间传感中用于研究微环境中离子介导过程的作用。总的来说，这项工作推进了 DNA 纳米技术作为生物传感的通用基础，具备探究健康和疾病中离子介导信号传导的能力。

参考文献： ACS Sens., 2026，https://doi.org/10.1021/acssensors.5c03834

【ANALYST】 Aptamer-based CRISPR-Cas12a fluorescent biosensors for serum biomarker detection#

摘要：CRISPR-Cas12a 系统因其可编程性、反式剪切活性和生物相容性而实现了灵敏的核酸检测。为了将其应用扩展到核酸分析之外，适体（aptamers）因其高特异性、设计灵活性、易于修饰和低成本而成为理想的识别元素。Cas12a 与适体的整合能够将靶标结合信号转化为核酸识别信号，从而将分子识别与信号放大相结合，用于非核酸靶标的检测。本综述简要概述了 Cas12a 系统的作用机制和特点，重点强调了基于 Cas12a-适体的荧光生物传感器在血清生物标志物检测中的最新进展，并对其优缺点、当前挑战和未来前景进行了讨论。

参考文献： Analyst, 2026，https://doi.org/10.1039/d6an00123h

【ADVANCED SCIENCE】 Single-Molecule Characterization of Bacterial Factor-Dependent Transcription Activation by Rob#

摘要：因子依赖性转录激活是转录调控的关键过程，涉及多个调节因子、RNA聚合酶（RNAP）和启动子DNA之间复杂的相互作用，其机制仍不清楚。在这里，我们使用单分子磁镊分析和荧光分析来表征多效性 AraC/XylS 家族因子 Rob 调节下大肠杆菌（E. coli）RNAP 转录的动力学，并阐明其潜在机制。我们发现 Rob 预先结合 RNAP 全酶形成二元复合物以促进启动子寻找。在启动子识别后，Rob 增强了 RNAP 介导的启动子 DNA 解旋，以促进启动子逃逸并过渡到转录延伸。Rob 的活性受到小配体的多样化调节，这意味着 Rob C端结构域（CTD）在其调节功能中发挥着重要作用。我们的发现阐明了 Rob 依赖性转录激活的机制，这可能为原核生物以及真核生物中的其他转录调节因子提供见解。

参考文献： Adv. Sci., 2026，https://doi.org/10.1002/advs.76334

【ACS SENSORS】 Double-Strand Gated Biosensor for Ultrasensitive T4 PNK Detection via λ-Exonuclease-Driven Background Suppression and Dimer G-Triplex Signal Amplification#

摘要：准确监测多聚核苷酸激酶（PNK）活性对于 DNA 修复研究和早期临床诊断至关重要。传统的基于 $\lambda$ -核酸外切酶（ $\lambda$ -exo）的生物传感器往往受到高背景信号和假阳性结果的困扰，这主要归因于非特异性水解和意外的磷酸化。为了解决这些问题，我们开发了一种双链闸门（DSG）生物传感平台，该平台集成了高阶二聚体 G-三螺旋（DG-3）结构作为信号报告分子，显着降低了背景干扰并实现了强效的信号放大。在这种 DSG 策略中， $\lambda$ -exo 的剪切需要 PNK 进行 5’-磷酸化和由 Klenow 片段聚合酶介导的双链 DNA（dsDNA）合成。这种双重验证机制有效地消除了由非酶促水解或磷酸酶干扰引起的假阳性。通过 Klenow 介导的延伸形成的 DG-3 结构在 $\lambda$ -exo 剪切后完全释放，在与硫磺素 T（ThT）结合时产生强荧光。此外，通过滚动循环复制制备的 DNA 纳米花（DNFs）展现出独特的纳米级三维空间限制架构。这种配置提高了探针和酶的局部浓度，促进了分子相互作用并加速了酶促动力学；它还保护核酸探针免受核酸酶降解，从而提高了生物传感的稳定性和灵敏度。该策略实现了在 $10^{-4}-1 \text{ U/mL}$ 线性范围内检测 PNK 活性，检测限低至 $3.15 \times 10^{-5} \text{ U/mL}$ 。该方法已成功用于评估细胞提取物中的 PNK 活性并筛选潜在的抑制剂。凭借其高灵敏度、特异性和生物稳定性，该平台可实现快速准确的 PNK 检测，在生物化学分析和抑制剂发现中展示出巨大的潜力。

参考文献： ACS Sens., 2026，https://doi.org/10.1021/acssensors.5c04980

有机发光材料合成与发光调控#

本板块聚焦于有机发光活性分子、超分子组装和碳点材料的创新合成路线及分子内发光动力学调控机制。研究包含通过超快光谱实时揭示硅基AIE分子在初始聚集状态下的构象动态演变，利用分子转子锁定设计实现了芳基硼功能化四苯基乙烯类似物的闭壳层与开壳层可逆电化学氧化还原切换，基于大环葫芦尿宿主共组装实现单一荧光团的多色与白光可调发射，开发了针对吲哚嗪的碘介导无气味区域选择性单/双硫化合成新策略，全面系统总结了功能化碳点在防伪荧光墨水、特种功能纸及纸质文物保护领域的最新应用，以及通过微波或连续流形式快速合成具备大斯托克斯位移和极高荧光产率的杂化香豆素衍生物。

【CHEMICAL COMMUNICATIONS】 Uncovering structural dynamics of silicon-based aggregation-induced emission molecules with ultrafast spectroscopy#

摘要：在硅环两侧具有可自由旋转苯环的分子表现出对局部环境高度敏感的聚集诱导发光（AIE）特性。利用超快电子和振动（受激拉曼）光谱，我们揭示了硅基 AIE 分子在二元溶剂混合物中与水发生特异性相互作用的初始聚集状态下的实时结构动力学。

参考文献： Chem. Commun., 2026，https://doi.org/10.1039/d6cc02950g

【JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY】 Arylboron Tetraphenylethylene-AnalogAIEgens EnablingReversible Closed-Shell/Open-Shell Switching#

摘要：在聚集诱导发光（AIE）系统中实现发光调控与可逆电子态切换的协同整合仍极具挑战，因为这需要平衡分子内运动受限（RIM）与自旋离域。在此，我们构建了一类芳基硼功能化的四苯基乙烯类似物分子，并通过转子锁定策略系统地阐明了由 RIM 主导的 AIE 机制。结构-性能关系表明，转子位置决定性地支配着构象自由度和发射行为，赋予系统显着的 AIE 活性和可逆的力致/压致变色响应。电化学还原后，系统生成了稳定的硼-烯烃自由基，表现出横跨可见光到近红外二区（NIR-II）的宽带吸收。利用硼中心的可逆氧化还原活性，实现了闭壳层和开壳层之间的电化学切换，从而构筑了具有高光学对比度和快速响应的电致变色器件。这些系统进一步扩展应用到了智能显示、大面积智能车窗以及光自适应电致变色天篷系统中。

参考文献： J. Am. Chem. Soc., 2026，https://doi.org/10.1021/jacs.6c10644

【CHEMICAL COMMUNICATIONS】 Cucurbit[n]uril-mediated supramolecular assembly: tunable multicolor and white-light emission from a single fluorophore#

摘要：通过将二溴蒽醌-9-酮苯基吡啶阳离子衍生物（DBXPY）与葫芦[8]尿（Q[8]）和四甲基葫芦[6]尿（TMeQ[6]）进行共组装，构建了一种多色超分子组装体。该系统实现了白光发射和可调荧光，在防伪、LED 和细胞成像领域具有潜在应用。

参考文献： Chem. Commun., 2026，https://doi.org/10.1039/d6cc02692c

【JOURNAL OF ORGANIC CHEMISTRY】 Iodine-MediatedControlled and Odorless Mono- andDithiolation of Indolizines with Sodium Sulfinates#

摘要：在本文中，我们报道了一种区域选择性和发散性策略，用于通过碘介导的与亚磺酸钠的硫化反应合成单硫化或双硫化吲哚嗪。通过简单地调节底物化学计量和添加剂的量，可以轻松控制单硫化和双硫化之间的选择性。值得注意的是，该方案具有无气味、高效、可放大生产以及广泛的官能团耐受性等特点。它代表了获取多样化硫化吲哚嗪衍生物的一种实用方法。

参考文献： J. Org. Chem., 2026，https://doi.org/10.1021/acs.joc.6c00867

【CHINESE CHEMICAL LETTERS】 Advances in carbon dots applications: From fluorescent ink and functional paper to the conservation of paper cultural heritage#

摘要：纸张和墨水是文化传承和信息传递的重要载体。随着文明的发展，对功能纸和墨水的研究逐渐受到关注。碳点（CDs）因其优异的光致发光（PL）特性、强紫外（UV）吸收、电学特性和稳定性而引起了广泛兴趣。本综述总结了碳点在墨水和纸张中的功能化应用，以及它们在纸质文物保护领域的应用进展。首先介绍了碳点的制备方法；随后从结构和分类的角度讨论了碳点的 PL、光吸收机制和电学性质；接着讨论了具有独特光学或电学性质的碳点在纸张和墨水中的功能应用，并展示了碳点在纸张保护领域的最新研究进展；最后提出了碳点的研究发展和潜在挑战。相信在不久的将来，碳点更多的性能将被开发出来，为纸张和墨水材料的保护、发展和商业化铺平道路。

参考文献： Chin. Chem. Lett., 2026，https://doi.org/10.1016/j.cclet.2025.112030

【JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY】 Arylboron Tetraphenylethylene-AnalogAIEgens EnablingReversible Closed-Shell/Open-Shell Switching#

摘要：本文提出了一种在微波辐射下，通过三丁基膦介导的马来酰亚胺与水杨醛之间的反应，直接获取香豆素-乙酰胺杂化物的一锅法程序。该过程涉及原位叶立德（ylide）形成、随后的 Wittig 反应、衣康酰亚胺异构化以及分子内环化，代表了通过形式氧杂-[4+2]环加成实现马来酰亚胺的重环化。经过结晶，选择性地形成了广泛的 24 种衍生物，总产率高达 68%。该方案也被转移到了连续流中（产率高达 65%），使反应规模能够放大至 3 mmol 尺度。对照反应和计算模拟表明，三丁基膦发挥着双重作用，不仅作为膦鎓叶立德形成的底物，还作为衣康酰亚胺异构化的催化剂。合成的香豆素表现出荧光特性，具有巨大的斯托克斯位移值和显着受取代基影响的荧光量子产率（高达 84%）。

参考文献： J. Org. Chem., 2026，https://doi.org/10.1021/acs.joc.6c00595

光谱物理、量子发射与先进器件#

本板块探讨了光电子器件、微量元素激发机制及大分子复合物内部的能量转移与量子缺陷物理现象。研究重点包括：通过精心调控重原子的引入位置与数量策略，大幅增强多共振热激活延迟荧光（MR-TADF）发射体的反向系间窜跃（RISC）速率并制造高效蓝光OLED器件；利用精细的陷阱态和效率-阻抗匹配，制备出外量子效率（EQE）分别突破52.3%和54.8%的窄带钙钛矿-有机叠层LED；深入综述微等离子体源在常压下作为激发源、原子化器或高效蒸气发生技术在非金属物种光学光谱分析中的进展；通过高可重复性的氧等离子体工艺在二维宽带隙六方氮化硼（hBN）中规模化制备高达99.9%单光子纯度的长寿命近红外量子缺陷发射体；以及利用多尺度量子力学模拟与实验互补，揭示环境pH改变通过影响特定胆素色素去质子化使光捕获复合物PC645内部的激发能转移速率增强达2至3倍的调控机理。

【ADVANCED OPTICAL MATERIALS】 Strategic Heavy-Atom Engineering: Simultaneous Color Modulation and RISC Acceleration in MR-TADF Systems#

摘要：由于重原子效应在增强自旋-轨道耦合（SOC）方面的杰出能力，其在多共振热激活延迟荧光（MR-TADF）发射体中引起了极大的兴趣。然而，关于重原子配置（包括引入位置和数量）影响的系统研究仍非常有限。在这项工作中，设计了三种含氧/硫的 MR-TADF 发射体（BN-OS、BN-SS 和 BN-SO），以阐明硫族配置对其发光行为的影响。通过改变原子电荷转移特性精细调节了发射颜色，其中增加的电荷转移距离诱导了发射波长的显着红移。此外，重原子的引入位置和数量均显着影响 SOC，导致截然不同的反向系间窜跃（RISC）速率。值得注意的是，在 BN-SS 中将 S 原子的数量从两个增加到四个显着增强了 SOC，导致 RISC 速率常数提高了 1.5 倍。采用 BN-SS 作为发射体，器件表现出峰值为 483 nm 的蓝色发射，实现了高达 33.7% 的最大外量子效率（EQE），且在 1000 cd $\text{m}^{-2}$ 下仍保持 20.8% 的 EQE，优于其他两种分子。这些结果验证了重原子配置在调节 MR-TADF 发射体的发光性质和器件性能方面的有效性。

参考文献： Adv. Opt. Mater., 2026，https://doi.org/10.1002/adom.71419

【ADVANCED MATERIALS】 Constructive Electroluminescence Interference for Ultra-Efficient and Narrowband Perovskite-Organic Tandem LEDs#

摘要：将溶液法制备的钙钛矿发光二极管（PeLEDs）与真空蒸镀有机发光二极管（OLEDs）整合在叠层（Tandem）架构中，为下一代显示技术提供了一条颇具前景的途径。然而，直接堆叠具有不同光电特性的电致发光单元往往会导致电致发光损失和光谱变宽。为了实现高效且窄带的叠层发射，我们首先通过合理的陷阱态管理开发出了高性能的绿色 PeLED 作为底部子单元。通过精确优化器件的效率-阻抗匹配，我们实现了 PeLED 和 OLED 子单元在各自最大效率下的同步运行，产生了相长电致发光干涉（constructive electroluminescence interference）并带来了显着的效率提升。此外，对相对发射贡献的精细调控确保了最佳的光谱重叠与叠加，从而显着强化了窄带输出。利用该策略，将 PeLEDs 与两种代表性 OLEDs 整合的叠层器件分别实现了突破纪录的 52.3% 和 54.8% 的外量子效率（EQE），其半峰全宽（FWHM）分别低至 22 和 24 nm。这项工作为叠层发光二极管建立了一个基础的设计原则，同时克服了先进显示技术中发光效率和颜色纯度的局限性。

参考文献： Adv. Mater., 2026，https://doi.org/10.1002/adma.73922

【ANALYST】 Advances in application of microplasmas for non-metallic species analysis by optical spectrometry#

摘要：非金属物种对生态环境、人类健康和食品安全具有显着影响，需要高灵敏度、高准确度的检测方法。微等离子体已成为开发非金属物种现场分析方法的一种颇具前景的解决方案，其特点是体积小、功耗低、常压操作以及通用的激发、原子化和蒸气发生能力。本综述全面概述了基于微等离子体的光学光谱技术在非金属物种分析中的最新进展。从两个角度探讨了其应用：微等离子体作为原子发射光谱法、原子吸收光谱法和原子荧光光谱法的原子化器或激发源；微等离子体诱导的蒸气发生作为一种绿色、高效的进样技术。重点强调了微等离子体源的配置、进样策略、与分离和富集技术的联用，以及针对代表性非金属物种的分析性能。最后提出了当前的挑战和未来的展望。本综述为微等离子体技术在非金属物种分析中的进一步创新和发展提供了参考。

参考文献： Analyst, 2026，https://doi.org/10.1039/d6an00485g

【ACS NANO】 High-PerformanceNear-Infrared Quantum Emission fromColor Centers in hBN#

摘要：六方氮化硼（hBN）中的色心已成为单光子发射和自旋-光子技术（涉及量子通信和量子网络）中极具前景的平台。作为一种宽带隙范德华材料，hBN 可以在广泛的光谱范围内宿主具有光学活性的量子缺陷。在这里，我们展示了一个简单且可扩展的氧等离子体工艺，该工艺可重复地在 hBN 中创建单量子发射体，其无闪烁的零声子线（ZPLs）横跨近红外（NIR）区域（700 至 971 nm）。这些发射体结合了 MHz 级别的超高亮度、高达 99.9% 的单光子纯度以及在准共振激发下低至 2.7 GHz 的超窄低温线宽，使其在量子光子学领域处于极具吸引力的体系。光稳定性测量进一步揭示了其具有抗光漂白性、长时间序列下的亚纳米级光谱稳定性以及接近散粒噪声极限的强度涨落。声子侧带的分析表明其表现出弱振动耦合和以 ZPL 为主的发射，其德拜-瓦勒因子接近 50%。对照实验与元素映射共同证实了氧的掺入是激活 NIR 发发射体群体的必要条件，而第一性原理计算则确定 $\text{O}_{\text{N}}\text{V}_{\text{N}}$ 和 $\text{O}_{\text{N}}\text{V}_{\text{N}}\text{H}$ 为主要的候选缺陷。这些结果在 hBN 中确立了一个高性能的近红外量子发射体平台，适用于自由空间量子网络和未来的集成量子光子架构。

参考文献： ACS Nano, 2026，https://doi.org/10.1021/acsnano.6c00383

【JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY】 pH-Dependent VibrationalDynamics Drives Excited-StateQuenching in the Phycobiliprotein Complex PC645#

摘要：藻红蛋白 645（PC645）是一种存在于隐藻类光合膜内腔（lumen）中的闭合形式的光捕获复合物。这些外围天线复合物包含吸收阳光并将激发能转移到嵌入类囊体膜中的核心天线复合物的胆素（bilin）发色团。隐藻天线复合物在膜的内腔侧的定位是不寻常的。在光合作用活动期间，内腔的 pH 值会下降，降幅可达两个 pH 单位。关于这种 pH 改变如何影响光捕获复合物，人们所知甚少。在这项研究中，我们报道了利用具有计算效率的密度泛函紧束缚框架进行的多尺度模拟，以研究 PC645 复合物中的光谱学和激发能转移。在低、中性和高 pH 值下，使用稳态和时间分辨光谱测量进行了补充实验。我们的研究表明，特定胆素色素（即 mesobiliverdins, MBVs）的（去）质子化调节了激发能、激子耦合和光谱密度。这些变化导致激发转移速率增加了两到三倍，从而导致复合物中出现 pH 依赖性的能量转移途径。利用该模型，我们计算了系统的 pH 依赖性荧光量子产率，获得了与实验结果的高度定量一致。这些由实验支持的计算模拟表明，MBVs 作为激发汇的作用比以前认识到的更加突出，并且这一角色受到 pH 的调控。

参考文献： J. Am. Chem. Soc., 2026，https://doi.org/10.1021/jacs.6c07743

本期总结陈述#

本期汇集了多个前沿多学科交叉体系下，发光材料、多维度光谱学物理机理及先进成像/传感器件的最新关键成就。在生物医学及临床应用方面，众多研究攻克了高背景干扰、探针光毒性等长久瓶颈，构筑出从亚细胞嵴超分辨率观测到复杂消化道炎症及原位膀胱癌长期精准诊断的高灵敏成像平台，全景展现了诊疗一体化（Theranostics）纳米医药的宏大前景。在分析化学与现场快速检测（POCT）方面，得益于可编程 DNA 折纸纳米结构、CRISPR-Cas12a 系统和智能手机终端的深度集成，重金属、硝基芳香族爆炸物以及食品强致癌毒素（AFB1）的实时即时灵敏分析性能获得了跨越式的跃升。而在发光基础物理与器件工程层面，转子锁定控制、精密的重原子体系配置以及异质光电单元的相长电致发光干涉设计，不仅为新型白光/多色发光材料的合成以及叠层 LED 器件（EQE高达54.8%）的突飞猛进奠定了坚实根基，更为二维范德华量子缺陷色心及天然光合复合物的激发能转移动力学解码提供了崭新、深邃的物理图景。