荧光爱好者周刊(第四十期)

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37 分钟
荧光爱好者周刊(第四十期)

荧光爱好者周刊(第四十期)#

本周荧光领域展现出极强的跨学科融合趋势,从深度学习赋能的亚细胞成像环境极微量污染物的超灵敏传感,从新型TADF发光材料的机理探索食品安全的非破坏性检测,荧光技术正以前所未有的速度从实验室走向实际应用场景。

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一、 荧光成像技术与医学诊断突破#

本板块聚焦荧光成像在生物医学领域的最新进展,涵盖了AI辅助成像、癌症早期诊断及手术引导等关键应用。

Pattern Recognition】 Interpretable Deep Learning Enables Reliable and Label-Efficient Fluorescence Imaging#

摘要: 活细胞多亚细胞结构成像对理解细胞内动力学至关重要,但传统多色序时荧光显微镜存在成像延迟和标记能力受限的问题。研究团队推出了自适应可解释多结构网络(AEMS-Net),这是一种基于库尔莫哥洛夫-阿诺德表示定理的深度学习框架,能从单张荧光图像中同时预测两个亚细胞结构。该模型集成了改进的层级类激活图(CAM)算法,实现了像素级的特征重要性可视化,增强了透明度。实验显示,AEMS-Net的推理时间仅为26.17 ms,速度达38.21 FPS,在降低一半采样工作量的同时,图像质量比传统基准提升了30%以上,成功实现了线粒体与微管相互作用的实时观察。

参考文献: 10.1016/j.patcog.2025.113037

摘要: 肺癌的早期诊断对于降低死亡率至关重要。本文提出了一种利用DNA四面体纳米结构结合DNA酶催化反应检测微量miRNA-205的新方法。研究设计了一种包含DNA酶序列的四面体结构,通过与miRNA-205竞争性杂化来释放并激活DNA酶。被激活的DNA酶能够循环切割磁珠表面的荧光底物,产生显著放大的荧光信号。该方法在优化条件下实现了5.8 pM的极低检测限,并在血清和细胞裂解液等复杂基质中表现出卓越的选择性和抗干扰能力,为临床肺癌生物标志物的筛查提供了强有力的分析平台。

参考文献: 10.1021/acs.analchem.5c06315

Angewandte Chemie International Edition】 Carbonized Polymer Dots as Versatile Nanocarrier for Bioincompatible Fluorophore Imaging#

摘要: 许多高性能荧光团因细胞渗透性差限制了其在生物成像中的应用。本研究发现碳化聚合物点(CPDs)可作为一种万能的非共价转运平台,解决这一长期挑战。研究人员观察到,新型分子HECA能与CPDs形成稳定的纳米复合物,从而通过细胞膜。进一步实验证明,CPDs能够覆盖多种细胞器特异性染料的自带靶向信号,将其引导至细胞质中,表现出载体主导的定位机制。这种“货物无关”的交付能力源于CPDs表面丰富的正交锚定域,无需化学修饰即可实现多模态结合,为解锁大量未利用的荧光探针用于先进生物成像提供了新策略。

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参考文献: 10.1002/anie.202525245

Inorganica Chimica Acta】 Theranostics of folic acid conjugated cu on Te nanocomposite: Fluorescence sensing, imaging and selective cytotoxicity towards HeLa cells#

摘要: 研究开发了一种新型绿色合成的叶酸偶联铜/二氧化碲纳米复合材料(FA-NC),用于靶向癌症诊疗。该复合材料具有强荧光,能够灵敏检测叶酸受体阳性的HeLa细胞,检测限为1.82 × 10³ cells/mL。通过XPS和拉曼光谱证实了其成功的表面改性。实验表明,FA-NC对HeLa细胞具有选择性成像能力和显著的抗增殖活性(IC50为15 μg/mL),且表现出中等的DNA结合亲和力。这种双功能材料兼具成像与治疗潜力,为叶酸受体高表达癌症的临床转化研究提供了低成本、生物相容性良好的选择。

参考文献: 10.1016/j.ica.2026.123076

Computers in Biology and Medicine】 Renewing the theoretical framework of intensity correlation analysis to evaluate blood-brain barrier permeability with spectral fluorescence microscopy in mice#

摘要: 在诱导血脑屏障(BBB)开放的研究中,评估不同大小分子的实质发生和浓度至关重要。传统图像分析方法往往无法全面描述复杂的渗透机制。本研究更新了强度相关分析(Intensity Correlation Analysis)的理论框架,利用光谱荧光显微技术同时分析两种信号的定位与强度。这种同步评估方法能够更深入地理解超声诱导下BBB通透性的动力学变化,为优化超声辅助给药方案提供了精准的量化工具。

参考文献: 10.1016/j.compbiomed.2026.111460

Dermatology and Therapy】 Ultraviolet-Induced Fluorescence Dermoscopy for the Differentiation of Non-Pigmented Malignant and Benign Lesions on the Face#

摘要: 面部非色素性皮肤病变的鉴别诊断极具挑战。研究表明,紫外诱导荧光皮肤镜(UVFD)能通过捕获病变组织内源性荧光物质的差异,显著提高恶性与良性病变的诊断准确性。相比传统皮肤镜,UVFD提供了关于肿瘤边缘和微结构的补充信息,有助于减少误诊。

参考文献: 10.1007/s13555-025-01636-3

Surgical Endoscopy】 Application of indocyanine green fluorescence for hilar bile duct identification and management in laparoscopic hemi-hepatectomy#

摘要: 在腹腔镜半肝切除术中,识别肝门附近的胆管分支非常困难。本研究通过引入吲哚菁绿(ICG)荧光导航,实现了肝门胆管的实时可视化,有效辅助外科医生进行精确的切割与结扎,降低了术后胆漏风险。

参考文献: 10.1007/s00464-025-12509-3

Diagnostics】 Improved Quantification of ICG Perfusion Through Motion Compensation in Fluorescence-Guided Surgery#

摘要: 手术过程中的呼吸和器官运动常会导致荧光灌注测量出现伪影。研究提出了一种运动补偿算法,用于优化ICG荧光引导手术中的灌注定量评估。通过实时修正位移误差,该技术能够提供更可靠的组织血流数据,辅助术中临床决策。

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参考文献: 10.3390/diagnostics16020176

Biosensors and Bioelectronics】 Evaluating ferroptosis susceptibility by monitoring lipid peroxidation in endoplasmic reticulum with a tailored fluorescence probe#

摘要: 铁死亡的发生与内质网中的脂质过氧化密切相关。研究者开发了一种针对内质网定位的专用荧光探针,通过监测局部脂质过氧化水平来评估细胞对铁死亡的敏感性。这为筛选抗癌药物和研究细胞代谢死亡机制提供了新工具。

参考文献: 10.1016/j.bios.2026.118377

摘要: 本综述探讨了光片荧光显微镜(LSFM)与AI驱动的代谢分析在胚胎研究中的融合应用。LSFM具有低光毒性和三维高速成像优势,结合AI对代谢活动的精准评估,能够更全面地评价胚胎质量,推动生殖健康领域的技术变革。

参考文献: 10.1016/j.trac.2025.118644

Journal of Environmental Sciences】 Concentration and depth-resolved analysis of transition metals in atmospheric particles: A combined approach using X-ray fluorescence and synchrotron radiation single-particle imaging#

摘要: 大气颗粒物中的过渡金属对人类健康有重大威胁。该研究结合X射线荧光(XRF)与同步辐射单颗粒成像,分析了PM2.5中铁(Fe)和锰(Mn)的分布。发现这些金属显著富集在颗粒物表面(表面22nm内占50%以上),并模拟了由此引发的肺部氧化损伤。

参考文献: 10.1016/j.jes.2026.01.003

Science & Justice】 A preliminary assessment of factors influencing the indirect transfer of saliva and their impact on forensic examination outcomes#

摘要: 法医学研究利用Crime-lite® ML2等荧光设备观察唾液残留。实验评估了干湿状态及表面性质对唾液荧光可见性的影响,发现湿态转移对荧光显现和Phadebas®酶活反应最为明显,为法庭科学中的生物物证评估提供了参考。

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参考文献: 10.1016/j.scijus.2026.101395


二、 荧光传感与环境监测应用#

荧光传感器因其高灵敏度和特异性,在检测有害离子、有机污染物及生物病原体方面展现出巨大的实用价值。

Journal of the American Chemical Society】 Fluorescence Transduction of Liquid Crystal Ordering Transitions for Biosensing#

摘要: 液晶(LC)排序转变对分子相互作用极其敏感,但传统读数依赖偏振光显微镜,限制了定量评估。本研究提出一种荧光转导方案,利用带有聚合诱导发光(AIE)基团的嵌段共聚物,将LC排序状态转化为强弱分明的荧光信号。在针对沙门氏菌的检测中,细菌引起的LC配置变化诱导AIE分子重新分布,实现快速(~1h)的荧光“开关”响应,检测限低至10² cells/mL。通过引入比率参照染料进一步增强了系统的稳健性,为便携式诊断提供了新范式。

参考文献: 10.1021/jacs.5c16679

ChemNanoMat】 Bifunctional Nitrogen-Doped Yellow-Green Carbon Dots: Integrated Fluorescent Probe for Sensitive Antibiotic Detection and Oxygen “Breathing Color” Tracking#

摘要: 研究开发了双功能氮掺杂黄绿色碳点(YG-CDs),用于快速检测抗生素呋喃妥因(Nit)并追踪氧气水平。该碳点在555 nm处发光,量子效率为26.1%,对Nit具有高度选择性,检测限为2.1 μM。此外,将其制备成YG-CDs-明胶复合材料后,可展现出响应氧气的“呼吸变色”效应(黄绿变绿),为环境水质监测和智能食品包装提供了一种直观、无需仪器的检测方案。

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参考文献: 10.1002/cnma.202500442

Chemical Engineering Journal】 A novel yolk-shell carbon microsphere-based fluorescence sensing platform for ultrasensitive detection of fluoroalkylethers (ether PFASs)#

摘要: 针对具有环境威胁的新型含氟醚类化合物(PFASs),研究团队开发了基于核壳结构碳微球(CMs)的荧光传感平台。该传感器利用CMs表面的氨基与PFASs的长链分子产生协同识别效应,诱导荧光显著“开启”,且检测在10分钟内即可完成,检测限达到了极低的pmol/L级别。DFT计算证实了电荷相互作用在其中的关键作用,该技术为监测水环境中的微量新兴污染物提供了可靠方案。

参考文献: 10.1016/j.cej.2026.172784

Sensors International】 Selective detection of toxic Au3+ using novel dicyano-[5]helicene-based fluorescence sensor: Applications in real samples and human neuroblastoma cells#

摘要: 黄金在多领域应用广泛,但其三价离子(Au³⁺)的积累具有环境风险。本研究首次合成了基于二氰基-[5]螺烯的荧光传感器(MP)。该传感器具有111 nm的大斯托克斯位移,遇Au³⁺会产生强烈的荧光猝灭(Turn-off),检测限低至4.2 ppb。其机理源于Au³⁺诱导的炔基水合反应,已成功应用于环境水、化妆品及神经母细胞瘤细胞的定性分析。

参考文献: 10.1016/j.sintl.2026.100372

Measurement】 A fiber optic sensor for trace explosives based on fluorescence quenching#

摘要: 本研究提出了一种基于光纤锥荧光探针的超灵敏TNT蒸气传感器。通过将锥形光纤的隐失波增强效应与烯丙基四苯乙烯(AL-TPE)荧光薄膜相结合,实现了对低浓度TNT的高效捕捉。优化参数后的传感器在0–8 ppb范围内表现出优异线性,检测限仅为0.061 ppb,且具有极快的响应速度(20s内猝灭36%),非常适合公共安全领域的快速筛查。

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参考文献: 10.1016/j.measurement.2026.120372

Journal of Hazardous Materials】 Environmentally relevant dual-sensing of mercury (II) and hydrazine via reaction-induced fluorescence switching for real-sample and on-site monitoring#

摘要: 研究报道了一种新型双响应荧光探针,能同时高选择性地检测汞离子(Hg²⁺)和肼(N₂H₄)。Hg²⁺引发脱硫裂解反应使荧光变为橙色,而N₂H₄触发亲核环化反应产生青色荧光。该探针在生理pH下响应迅速,并成功制备成试纸条和薄膜,用于土壤、植物及真实水样的便携式监测,具有良好的生物相容性。

参考文献: 10.1016/j.jhazmat.2026.141067

Sensors and Actuators B: Chemical】 Hydrogen-bonded organic frameworks-loaded copper ions for fluorescence sensing: An enhanced sensitive enzyme inhibition assay for the organophosphates and carbamates detection#

摘要: 传统比色法对农药残留检测灵敏度较低。本研究将负载铜离子的氢键有机框架(PFC-1-Cu²⁺)与乙酰胆碱酯酶抑制效应结合。农药抑制酶活后导致胆碱产量下降,触发荧光“开关”响应。该方法对有机磷和氨基甲酸酯类农药的检测限显著优于传统比色法,提升了近30倍,已成功应用于生菜和稻米中敌敌畏等农药的超灵敏检测。

参考文献: 10.1016/j.snb.2025.139416

Crystal Growth & Design】 Phosphate-Induced Electron Injection Drives Selective Fluorescence Enhancement in a Pyrazinoquinoxaline-Based Zr-MOF#

摘要: 本工作揭示了Zr-MOF对磷酸根(PO4³⁻)产生独特荧光增强效应的电子机制。DFT计算表明,磷酸根吸附在Zr团簇上作为电子给体,向配体轨道注入电子并缩小能带间隙,从而促进电荷转移和增强辐射跃迁。这种机理为理性设计基于MOF的高选择性离子传感器提供了理论支撑。

参考文献: 10.1021/acs.cgd.5c01577

Sensors and Actuators B: Chemical】 Covalent-organic frameworks with cross-combined features as fluorescence sensor array for the discrimination and detection of multigeneration energetic materials#

摘要: 通过交叉组合骨架和侧基,研究者构建了共价有机框架(COF)荧光传感器阵列。该系统能准确区分包括硝基芳烃、硝胺在内的21种含能材料,并结合QSAR模型建立了分子描述符与荧光响应之间的线性回归关系,为多目标分析提供了新的设计思路。

参考文献: 10.1016/j.snb.2026.139444

Analytica Chimica Acta】 Rapid Detection of Measles Virus RNA from Clinical Specimens by Using RT-LAMP Coupled with CRISPR/Cas12b via Fluorescence and Lateral Flow Biosensor Readouts#

摘要: 该研究展示了利用RT-LAMP扩增结合CRISPR/Cas12b检测麻疹病毒的潜力。通过荧光信号或侧流免疫条读数,实现了临床样本中病毒RNA的快速、便携式筛查,展现了在基层防疫场景中的应用价值。

参考文献: 10.1016/j.aca.2026.345081

Food Chemistry】 Novel zinc nanoclusters based ratiometric fluorescence sensing strategy for sensitive detection of thiram#

摘要: 基于谷胱甘肽包覆的锌纳米团簇(GSH-ZnNCs),研究者设计了一种比率荧光探针用于农药福美双的检测。该探针通过荧光共振能量转移(FRET)机理工作,配合智能手机颜色识别技术,实现了食品样本中福美双的现场半定量筛查,检测限达0.116 μM。

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参考文献: 10.1016/j.foodchem.2026.147957


三、 荧光材料与机理研究动态#

新型材料的设计与其激发态动力学研究是荧光技术发展的核心动力,本周在TADF和固态荧光增强方面成果显著。

The Journal of Physical Chemistry Letters】 Unveiling Multichannel Triplet Excitons Up-Conversion Mechanisms in Blue Thermally Activated Delayed Fluorescence Emitters#

摘要: 深入理解分子结构如何控制反向系间串轨(RISC)过程是开发高效蓝色热激活延迟荧光(TADF)发射体的关键。通过多尺度计算和热振动相关函数理论,研究揭示了2CzIPN等体系中三线态向上转换主要由第二三线态(T2)主导。研究发现,在固体状态下,分子堆积抑制了低频扭转,显著降低了重组能并加速了T1-T2平衡,从而激活了高效的RISC通道。这一发现为设计高效率深蓝TADF材料提供了明确的结构指南。

参考文献: 10.1021/acs.jpclett.5c03963

ACS Omega】 Structure–Property Relationships of Near-Infrared Cyanine Dyes: Chalcogen-Driven Singlet Oxygen Generation with High Fluorescence Efficiency#

摘要: 本研究报告了八种新型近红外(NIR)花菁染料的设计与合成,这些染料引入了氧、硫、硒等不同的硫属元素。染料在767–833 nm范围内展现出优异的吸收性能,特别是含硒染料在保持高荧光效率的同时,单线态氧产率达到了13%左右。这种兼具高亮度和高效产氧性能的特点,使其在深层组织成像及光动力治疗中具有巨大的应用潜力。

参考文献: 10.1021/acsomega.5c10499

Advanced Materials】 Heptazine-Assisted Multi-Resonance TADF Emitters With Fast Reverse Intersystem Crossing for Efficient Solution-Processed OLEDs#

摘要: 开发具有窄带发射和高亮度的溶液处理OLED仍是挑战。研究合成了基于庚嗪核的多共振(MR-TADF)发射体。其中HAP-3CzBN在固态下实现了创纪录的1.19 × 10⁶ s⁻¹反向系间串轨速率,延时寿命缩短至0.92 μs。基于该分子的器件外量子效率(EQE)达到15.5%,且在高亮度下效率滚降极小,为高效稳定的溶液加工显示技术树立了新基准。

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参考文献: 10.1002/adma.202516214

Nature Photonics】 Stable deep-blue organic light-emitting diodes based on sensitized fluorescence#

摘要: 高效率、长寿命的深蓝OLED一直是商业化的难点。本综述讨论了敏化荧光(Sensitized Fluorescence)策略,即将磷光或TADF敏化剂与窄带荧光团结合作为最终发射体。该策略能同时实现极高的激子利用效率和窄带宽发射,本文详细梳理了敏化剂的分子设计与器件优化路径,并指出了深蓝器件实现商业化所面临的关键挑战。

参考文献: doi<10>.1038/s41566-025-01810-1

ACS Macro Letters】 Polymer Crystallization Controls Cyano-OPV Assembly for High-Performance Solid-State Fluorescence#

摘要: 氰基取代的寡聚苯乙烯衍生物常面临严重的固态猝灭问题。研究通过结晶驱动的超分子重组,将荧光分子引入可结晶的PBS-UPy基质中,实现了高达97%的固态荧光量子效率。这种方法打破了传统的发光团聚集猝灭限制,为开发高性能固态发光材料提供了全新范式。

参考文献: 10.1021/acsmacrolett.5c00696

Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry】 Exploring the substituents effect on fluorescence enhancement through ESIPT in 2-(2-Hydroxyphenyl)-4(3H)-quinazolinone (HPQ)#

摘要: 通过DFT和TD-DFT研究,本文探讨了取代基对HPQ衍生物激发态分子内质子转移(ESIPT)动力学的影响。研究发现电子撤回基团(如-CN)能降低质子转移能垒并导致荧光红移,而分子极性的改变强化了氢键,从而调节了ESIPT效率,为设计高性能荧光探针提供了理论依据。

参考文献: 10.1016/j.jphotochem.2026.117026

Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry】 Tuning electron donor strength in isomeric Phenylcarbazoles for delayed fluorescence materials#

摘要: 研究者通过调整异构苯基咔唑中的电子给体强度,设计了三种新型分子。发现C-苯基化的吲哚衍生物具有更高的HOMO能级和更小的能带隙,并显示出冷反向系间串轨(cold rISC)路径。这种设计策略为OLED材料的分子设计开辟了新路径。

参考文献: 10.1016/j.jphotochem.2026.117030

Dyes and Pigments】 Substituent effects on thermally activated delayed fluorescence emitter based on benzo[c][1,2,5]thiadiazole#

摘要: 针对基于苯并噻二唑(BTD)的TADF材料,研究通过引入咔唑基团优化了分子性质。改良后的分子热稳定性和发光效率显著提升,量子效率从11.4%增至27%以上,制备的OLED器件也展现出稳定的发光表现。

参考文献: 10.1016/j.dyepig.2026.113558


四、 食品安全与农业评估#

荧光光谱结合机器学习技术正在改变传统农产品检测的耗时现状,实现快速、无损的品质控制。

Food Control】 Fusion of Fluorescence and Visible Imaging for Unsupervised Detection of Potato Defects#

摘要: 马铃薯缺陷检测对食品供应链安全至关重要。本研究开发了一种结合365 nm和435 nm激发光源的荧光成像系统,并提出了无监督检测模型FADiM。荧光成像能突出霉变、发芽等代谢差异,而可见光保留表面纹理,该模型在特征层面对两者进行融合,无需人工标注即可学习正常样本分布。实验结果显示,该方法在像素级和图像级的AUC值分别达到97.9%和96.3%,有效提升了马铃薯等农产品的自动化分拣效率。

参考文献: 10.1016/j.foodcont.2026.111973

AgriEngineering】 Identification of the Geographical Origins of Matcha Using Three Spectroscopic Methods and Machine Learning#

摘要: 抹茶作为高附加值产品,原产地验证对防范欺诈至关重要。研究利用包括荧光光谱在内的三种光谱手段,结合机器学习算法,对抹茶的原产地进行了精准分类,为抹茶产品的质量保证和品牌保护提供了科学工具。

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参考文献: 10.3390/agriengineering8010021

Science of Remote Sensing】 Solar-induced chlorophyll fluorescence (SIF) tracks variations in the soil-plant available water (PAW): a multiyear analysis on three crops#

摘要: 通过航空成像光谱仪采集多维数据,研究探讨了太阳诱导叶绿素荧光(SIF)与土壤植物可用水(PAW)的关系。在甜菜等作物中,归一化后的SIF信号(eSIF)与水分胁迫表现出强正相关,反映了干旱对光合作用的影响。这为未来开发基于卫星SIF信号的精准灌溉管理系统提供了实证基础。

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参考文献: 10.1016/j.srs.2026.100367

Food Chemistry】 Rapid and non-destructive detection of benzo[a]pyrene in edible oils using excitation-emission matrix fluorescence spectroscopy combined with parallel factor analysis#

摘要: 苯并[a]芘(BaP)是一种强致癌物,常以微量存在于植物油中。研究提出利用三维荧光光谱(EEMF)结合并行因子分析(PARAFAC),实现了无需预处理的BaP直接检测。该方法能有效排除油脂背景干扰,在10 μg/L以上浓度具有极高的量化精度,非常适合工业生产中的在线质控。

参考文献: 10.1016/j.foodchem.2026.147904

Food Chemistry】 Development of a fluorescence imaging system for real-time assessment and monitoring of the quality deterioration in Lapins cherries#

摘要: 通过采集樱桃在冷藏期间的叶绿素荧光特征,研究开发了一套实时评估系统。利用随机森林算法,该系统不仅能预测可溶性固形物、硬度等关键指标,还能以96.6%的准确率识别腐损样本,显著延长了鲜果的商业价值评估时效。

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参考文献: 10.1016/j.foodchem.2026.147890

Current Research in Food Science】 Tri-mode fluorescence/colorimetric/strip aptasensor with CRISPR/Cas12a-driven cascade strategy for mycotoxin#

摘要: 针对真菌毒素OTA,研究构建了基于CRISPR/Cas12a级联策略的三模态适体传感器。该传感器支持荧光、比色和试纸条检测,通过释放葡萄糖氧化酶产生大量H2O2信号分子,实现了pg/mL级别的超灵敏定量。

参考文献: 10.1016/j.crfs.2026.101303

Journal of Future Foods】 Machine learning assisted ratiometric fluorescence sensor array for recognition of diverse tea#

摘要: 利用双金属镧系金属有机框架(LMOFs),研究者构建了比率荧光传感器阵列,能为不同品种的茶叶生成独特的“荧光指纹”。结合神经网络等机器学习技术,系统实现了100%的盲样测试识别率,为茶叶产品的真伪鉴定提供了新工具。

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参考文献: 10.1016/j.jfutfo.2025.12.012

Talanta】 Metal ions-enhanced classification of the origin and prediction of antioxidant activity of Chrysanthemum morifolium#

摘要: 研究发现铁和铝离子能显著增强杭白菊的三维荧光特征。通过金属离子增强法结合随机森林模型,对5个产地的杭白菊分类准确率提升至100%,并能精准预测其抗氧化活性。

参考文献: 10.1016/j.talanta.2026.129362

Nature Communications】 Rapid enantioselective fluorescence recognition and chiral separation of free amino acids#

摘要: 手性氨基酸的识别极其关键。本研究报道了一种水溶性手性荧光探针,通过聚合诱导发光(AIE)效应,能在100秒内实现肉眼可见的手性鉴别,并能通过简单的过滤实现对特定对映体的分离。

参考文献: doi<10>.1038/s41467-025-68144-y


五、 荧光技术创新与多模态开发#

系统集成与工程化应用是荧光技术赋能现实产业的关键支柱。

ACS Energy Letters】 Compositional Analysis of Metal Halide Perovskites: Insight into the Coevaporation Process via X-ray Fluorescence Spectroscopy#

摘要: 本研究利用全反射X射线荧光光谱(TXRF)结合核磁共振技术,开发了一种快速测定钙钛矿薄膜绝对成分的方法。发现前体挥发速率并不总是与薄膜最终成分成线性关系,这一发现对于优化高性能太阳能电池的制备工艺至关重要。

参考文献: 10.1021/acsenergylett.5c03689

Colloids and Surfaces A】 Chemical sensing of thermosensitive hydrogel with fluorescence in the glutamic acid detection#

摘要: 研究将水溶性荧光聚合物集成到热敏水凝胶中。通过调节谷氨酸的pH,可以精准调控复合水凝胶的光致发光(PL)响应,为开发智能生物传感器和药物控释系统提供了基础。

参考文献: 10.1016/j.colsurfa.2026.139552

New Biotechnology】 Ability of a microfluidic droplets system to assess the dynamics of Green Fluorescence Protein (GFP) production#

摘要: 利用低成本的液滴微流控装置,研究者实现了对大肠杆菌表达GFP的高通量监测。该系统相比传统烧瓶培养节省了数万倍的试剂,并能通过调节液滴大小精准控制氧气传递,成为优化微生物生物过程的高效工具。

参考文献: 10.1016/j.nbt.2026.01.006

Biosensors and Bioelectronics】 Multiplexed and continuous single-molecule biosensing by spectral demixing of plasmon-enhanced fluorescence#

摘要: 等离子体增强荧光虽能提高亮度,但常导致光谱畸变。本研究提出一种光谱解混(Spectral Demixing)方法,成功从扭曲的光谱中恢复了原始荧光特征。利用该技术,研究者在单激光线上实现了两种核酸分子的同时持续监测,克服了多色检测中的光谱重叠难题。

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参考文献: 10.1016/j.bios.2026.118384

Microchemical Journal】 Detection of Escherichia coli and total coliforms in water by one-class modeling: A comparative study of EEM fluorescence data processing#

摘要: 水质安全监测中,大肠杆菌的快速检测至关重要。本研究评估了五种三维荧光光谱表示法配合单类分类器的表现。结果显示,SIMCA算法在处理地下水样本时表现出卓越性能(准确率达98%),为构建低成本、非破坏性的水质早期预警系统提供了技术支持。

参考文献: 10.1016/j.microc.2026.116872

Chemical & Biomedical Imaging】 Multiplexed Detection of Reactive Biomolecules via Chemoresponsive DNA Accumulation on Fluorescence-Encoded Beads#

摘要: 为解决小分子荧光探针光谱重叠的问题,研究提出了一种基于荧光编码磁珠的多路分析平台。通过目标分子触发DNA双链稳定性的变化,使荧光标记的DNA在特定编码磁珠上富集。该“反应-积累”策略实现了单一样本中多个目标分子的同步特异性检测。

参考文献: 10.1021/cbmi.5c00226

Chemical Engineering Journal】 Pneumatic microvalve-driven multi-way fluorescence-activated sorting platform#

摘要: 传统的荧光激活液滴分选(FADS)通常限于2路分选。本研究开发了基于气动微阀的5路分选系统,处理速度达55 Hz且精度超过97%。该系统成功对微生物群落进行了分选,为高通量生物分析提供了更强大的扩展能力。

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参考文献: 10.1016/j.cej.2026.172733

Journal of Geochemical Exploration】 A novel “green” sample preparation method for portable X-ray fluorescence (pXRF) geochemistry#

摘要: 野外地质调查中,研究者评估了一种利用颗粒对流进行分选的“绿色”制备方法,用于便携式X射线荧光(pXRF)分析。该方法无需传统筛网,显著节省了实地调查的时间和资源。

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参考文献: 10.1016/j.gexplo.2025.107968

Environmental Nanotechnology, Monitoring & Management】 Monitoring advanced oxidation processes’ efficiency via fluorescence loss in carbon quantum dots#

摘要: 高级氧化工艺(AOPs)的效率通常难以实时监测。本研究发现利用碳量子点的荧光损失可以有效量化自由基的产生情况,从而实时评价废水处理工艺的效率。

参考文献: 10.1016/j.enmm.2026.101120

European Journal of Wood and Wood Products】 Investigation of bonding interface structure-property relationships in particleboard using fluorescence microscopy#

摘要: 在木质复合材料研究中,荧光显微镜结合数字图像相关技术被用于分析刨花板的粘结界面。通过捕捉胶黏剂的荧光分布,研究者能更清晰地观察其渗透情况,优化制板工艺。

参考文献: 10.1007/s00107-025-02353-6


本周总结与展望#

本周荧光领域动态展现出三大核心亮点:一是“智能化”趋势明显,深度学习与机器学习已深度嵌入从原始光谱处理(PARAFAC)到最终成像增强(AEMS-Net)的全链条;二是“灵敏度”持续刷新记录,基于DNA扩增、CRISPR及新型多孔材料的传感策略正将检测限推向pmol级甚至更低;三是“应用场景”高度多元,荧光技术已在显示材料(OLED)、公共安全(爆炸物/病原体检测)、临床医学(ICG导航/铁死亡评估)以及精准农业等领域实现关键节点突破。未来,如何进一步结合光谱解混与运动补偿等技术实现复杂环境下的持续稳定工作,将是产业转化的重要方向。

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荧光爱好者周刊(第四十期)
https://blog.fluolab.cn/posts/weekly/97-2026年/26-00002/
作者
Fluolab
发布于
2026-04-06
许可协议
CC BY-NC-SA 4.0
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Fluolab
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荧光爱好者周刊(第四十期)
一、 荧光成像技术与医学诊断突破
【Pattern Recognition】 Interpretable Deep Learning Enables Reliable and Label-Efficient Fluorescence Imaging
【Analytical Chemistry】 Ultrasensitive Fluorescence Detection of Lung Cancer-Related miRNAs Based on DNA Tetrahedron and DNAzyme Catalytic Reaction
【Angewandte Chemie International Edition】 Carbonized Polymer Dots as Versatile Nanocarrier for Bioincompatible Fluorophore Imaging
【Inorganica Chimica Acta】 Theranostics of folic acid conjugated cu on Te nanocomposite: Fluorescence sensing, imaging and selective cytotoxicity towards HeLa cells
【Computers in Biology and Medicine】 Renewing the theoretical framework of intensity correlation analysis to evaluate blood-brain barrier permeability with spectral fluorescence microscopy in mice
【Dermatology and Therapy】 Ultraviolet-Induced Fluorescence Dermoscopy for the Differentiation of Non-Pigmented Malignant and Benign Lesions on the Face
【Surgical Endoscopy】 Application of indocyanine green fluorescence for hilar bile duct identification and management in laparoscopic hemi-hepatectomy
【Diagnostics】 Improved Quantification of ICG Perfusion Through Motion Compensation in Fluorescence-Guided Surgery
【Biosensors and Bioelectronics】 Evaluating ferroptosis susceptibility by monitoring lipid peroxidation in endoplasmic reticulum with a tailored fluorescence probe
【TrAC Trends in Analytical Chemistry】 Next-generation bioimaging in reproductive One Health: Light sheet fluorescence microscopy and AI-driven embryo metabolism analysis
【Journal of Environmental Sciences】 Concentration and depth-resolved analysis of transition metals in atmospheric particles: A combined approach using X-ray fluorescence and synchrotron radiation single-particle imaging
【Science & Justice】 A preliminary assessment of factors influencing the indirect transfer of saliva and their impact on forensic examination outcomes
二、 荧光传感与环境监测应用
【Journal of the American Chemical Society】 Fluorescence Transduction of Liquid Crystal Ordering Transitions for Biosensing
【ChemNanoMat】 Bifunctional Nitrogen-Doped Yellow-Green Carbon Dots: Integrated Fluorescent Probe for Sensitive Antibiotic Detection and Oxygen “Breathing Color” Tracking
【Chemical Engineering Journal】 A novel yolk-shell carbon microsphere-based fluorescence sensing platform for ultrasensitive detection of fluoroalkylethers (ether PFASs)
【Sensors International】 Selective detection of toxic Au3+ using novel dicyano-[5]helicene-based fluorescence sensor: Applications in real samples and human neuroblastoma cells
【Measurement】 A fiber optic sensor for trace explosives based on fluorescence quenching
【Journal of Hazardous Materials】 Environmentally relevant dual-sensing of mercury (II) and hydrazine via reaction-induced fluorescence switching for real-sample and on-site monitoring
【Sensors and Actuators B: Chemical】 Hydrogen-bonded organic frameworks-loaded copper ions for fluorescence sensing: An enhanced sensitive enzyme inhibition assay for the organophosphates and carbamates detection
【Crystal Growth & Design】 Phosphate-Induced Electron Injection Drives Selective Fluorescence Enhancement in a Pyrazinoquinoxaline-Based Zr-MOF
【Sensors and Actuators B: Chemical】 Covalent-organic frameworks with cross-combined features as fluorescence sensor array for the discrimination and detection of multigeneration energetic materials
【Analytica Chimica Acta】 Rapid Detection of Measles Virus RNA from Clinical Specimens by Using RT-LAMP Coupled with CRISPR/Cas12b via Fluorescence and Lateral Flow Biosensor Readouts
【Food Chemistry】 Novel zinc nanoclusters based ratiometric fluorescence sensing strategy for sensitive detection of thiram
三、 荧光材料与机理研究动态
【The Journal of Physical Chemistry Letters】 Unveiling Multichannel Triplet Excitons Up-Conversion Mechanisms in Blue Thermally Activated Delayed Fluorescence Emitters
【ACS Omega】 Structure–Property Relationships of Near-Infrared Cyanine Dyes: Chalcogen-Driven Singlet Oxygen Generation with High Fluorescence Efficiency
【Advanced Materials】 Heptazine-Assisted Multi-Resonance TADF Emitters With Fast Reverse Intersystem Crossing for Efficient Solution-Processed OLEDs
【Nature Photonics】 Stable deep-blue organic light-emitting diodes based on sensitized fluorescence
【ACS Macro Letters】 Polymer Crystallization Controls Cyano-OPV Assembly for High-Performance Solid-State Fluorescence
【Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry】 Exploring the substituents effect on fluorescence enhancement through ESIPT in 2-(2-Hydroxyphenyl)-4(3H)-quinazolinone (HPQ)
【Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry】 Tuning electron donor strength in isomeric Phenylcarbazoles for delayed fluorescence materials
【Dyes and Pigments】 Substituent effects on thermally activated delayed fluorescence emitter based on benzo[c][1,2,5]thiadiazole
四、 食品安全与农业评估
【Food Control】 Fusion of Fluorescence and Visible Imaging for Unsupervised Detection of Potato Defects
【AgriEngineering】 Identification of the Geographical Origins of Matcha Using Three Spectroscopic Methods and Machine Learning
【Science of Remote Sensing】 Solar-induced chlorophyll fluorescence (SIF) tracks variations in the soil-plant available water (PAW): a multiyear analysis on three crops
【Food Chemistry】 Rapid and non-destructive detection of benzo[a]pyrene in edible oils using excitation-emission matrix fluorescence spectroscopy combined with parallel factor analysis
【Food Chemistry】 Development of a fluorescence imaging system for real-time assessment and monitoring of the quality deterioration in Lapins cherries
【Current Research in Food Science】 Tri-mode fluorescence/colorimetric/strip aptasensor with CRISPR/Cas12a-driven cascade strategy for mycotoxin
【Journal of Future Foods】 Machine learning assisted ratiometric fluorescence sensor array for recognition of diverse tea
【Talanta】 Metal ions-enhanced classification of the origin and prediction of antioxidant activity of Chrysanthemum morifolium
【Nature Communications】 Rapid enantioselective fluorescence recognition and chiral separation of free amino acids
五、 荧光技术创新与多模态开发
【ACS Energy Letters】 Compositional Analysis of Metal Halide Perovskites: Insight into the Coevaporation Process via X-ray Fluorescence Spectroscopy
【Colloids and Surfaces A】 Chemical sensing of thermosensitive hydrogel with fluorescence in the glutamic acid detection
【New Biotechnology】 Ability of a microfluidic droplets system to assess the dynamics of Green Fluorescence Protein (GFP) production
【Biosensors and Bioelectronics】 Multiplexed and continuous single-molecule biosensing by spectral demixing of plasmon-enhanced fluorescence
【Microchemical Journal】 Detection of Escherichia coli and total coliforms in water by one-class modeling: A comparative study of EEM fluorescence data processing
【Chemical & Biomedical Imaging】 Multiplexed Detection of Reactive Biomolecules via Chemoresponsive DNA Accumulation on Fluorescence-Encoded Beads
【Chemical Engineering Journal】 Pneumatic microvalve-driven multi-way fluorescence-activated sorting platform
【Journal of Geochemical Exploration】 A novel “green” sample preparation method for portable X-ray fluorescence (pXRF) geochemistry
【Environmental Nanotechnology, Monitoring & Management】 Monitoring advanced oxidation processes’ efficiency via fluorescence loss in carbon quantum dots
【European Journal of Wood and Wood Products】 Investigation of bonding interface structure-property relationships in particleboard using fluorescence microscopy
本周总结与展望