近日，合肥工業(yè)大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院鄭正研究員團(tuán)隊(duì)在有機(jī)聚集誘導(dǎo)發(fā)光材料（AIE）功能調(diào)控及其應(yīng)用研究領(lǐng)域取得系列新進(jìn)展，相關(guān)研究成果以“Molecular and Aggregate Synergistic Engineering of Aggregation-Induced Emission Luminogens to Manipulate Optical/Electronic Properties for Efficient and Diversified Functions”和“A Bright Two-Photon Lipid Droplets Probe with Viscosity-Enhanced Solvatochromic Emission for Visualizing Lipid Metabolic Disorders in Deep Tissues”為題，分別發(fā)表在國(guó)際著名期刊ACS Nano（ACS Nano 2023, 17, 8782?8795.）和Advanced Functional Materials（Adv. Funct. Mater. 2023, 2303627.）上。上述研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目資助，合肥工業(yè)大學(xué)均為第一通訊單位。

有機(jī)發(fā)光材料由于在各個(gè)研究領(lǐng)域的重要應(yīng)用而受到廣泛關(guān)注，在實(shí)際應(yīng)用中常常以薄膜、聚集體或晶體的狀態(tài)工作。目前，有機(jī)發(fā)光材料的光物理性質(zhì)調(diào)控主要依賴于在分子水平上對(duì)分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行共價(jià)修飾，這不僅需要復(fù)雜且耗時(shí)的有機(jī)合成工作，而且無(wú)法準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)材料在聚集狀態(tài)下的光物理性質(zhì)。近年來研究表明，有機(jī)熒光分子在聚集體或固體狀態(tài)下的光物理性質(zhì)與其分子構(gòu)象和分子間相互作用密切相關(guān)。這表明通過調(diào)控同一分子的聚集態(tài)有望賦予材料不同的光物理性質(zhì)和功能，對(duì)基礎(chǔ)研究和實(shí)際應(yīng)用具有重要意義。

鄭正研究員團(tuán)隊(duì)與香港中文大學(xué)（深圳）唐本忠院士和浙江大學(xué)錢駿教授團(tuán)隊(duì)合作，通過構(gòu)筑推拉電子結(jié)構(gòu)，以咔唑?yàn)楣曹棙颍_發(fā)了一種合成簡(jiǎn)單的AIE化合物ACIK。ACIK在不同溶劑中重結(jié)晶可獲得三種固體狀態(tài)（ACIK-Y、ACIK-R和ACIK-N），具有黃色至近紅外的熒光發(fā)射，熒光波長(zhǎng)差異可達(dá)102 nm。作者系統(tǒng)闡明了ACIK分子與其不同固態(tài)光物理性質(zhì)之間的構(gòu)效關(guān)系。其中，ACIK-Y固體粉末對(duì)機(jī)械力有顯著熒光響應(yīng)性，表現(xiàn)出黃色至近紅外的熒光變化。梭形ACIK-R微晶表現(xiàn)出光波導(dǎo)特性，具有低光學(xué)損耗系數(shù)。ACIK納米顆粒具有特異性脂滴靶向能力，并被成功應(yīng)用于小鼠腦血管的雙光子熒光成像，顯示出較高的組織穿透深度和空間分辨率。該項(xiàng)工作不僅展示了一種簡(jiǎn)單的分子和聚集體協(xié)同工程策略用于調(diào)控AIE分子的固態(tài)發(fā)光特性和功能，而且進(jìn)一步加深了對(duì)固態(tài)下分子結(jié)構(gòu)和材料性能間關(guān)系的理解。

利用分子和聚集體協(xié)同工程策略調(diào)控固態(tài)發(fā)光及功能（ACS Nano 2023, 17, 8782?8795.）

論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c02134?ref=PDF

此外，脂滴(LDs)是一種廣泛存在于大多數(shù)細(xì)胞和生物體中的動(dòng)態(tài)細(xì)胞器，其代謝異常與許多疾病緊密相關(guān)。脂滴數(shù)量、大小、極性、組成和分布的變化往往反映了細(xì)胞或組織內(nèi)的代謝狀態(tài)。熒光成像由于操作簡(jiǎn)單、結(jié)果直觀、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)已廣泛應(yīng)用于對(duì)細(xì)胞和組織中脂滴的可視化。相較于單光子熒光成像，雙光子熒光成像具有更高的分辨率和組織穿透深度。其中，具有靈敏極性響應(yīng)特性的雙光子脂滴探針相對(duì)缺乏。因此，設(shè)計(jì)具有靈敏極性響應(yīng)的雙光子脂滴探針用于監(jiān)測(cè)脂滴在深層組織脂質(zhì)代謝紊亂過程中的數(shù)量、大小、極性等理化性質(zhì)的變化，對(duì)于生物醫(yī)學(xué)研究和臨床診斷具有重要意義。

基于此，鄭正研究員團(tuán)隊(duì)與香港中文大學(xué)（深圳）唐本忠院士和南方醫(yī)科大學(xué)鄭磊教授團(tuán)隊(duì)合作，開發(fā)了一種合成簡(jiǎn)單的AIE探針DPBT，其對(duì)環(huán)境極性和粘度具有靈敏的響應(yīng)性，表現(xiàn)出顯著的粘度增強(qiáng)溶劑致變色發(fā)光效應(yīng)。此外，DPBT還具有大的斯托克位移（163 nm）、較高的固體熒光發(fā)射效率（56.4%）和優(yōu)異的雙光子吸收（124 GM，880 nm）性質(zhì)。生物實(shí)驗(yàn)表明，DPBT可用于細(xì)胞和多種小鼠組織（動(dòng)脈粥樣硬化斑塊、肝臟和腸系膜脂肪組織）中脂滴極性分布的雙光子熒光成像，具有優(yōu)異的組織滲透性、較高的成像對(duì)比度和組織穿透深度。結(jié)果顯示，高脂血癥小鼠組織中的脂質(zhì)沉積及其極性分布與正常小鼠組織存在明顯差異，說明DPBT可用于監(jiān)測(cè)小鼠組織中的脂質(zhì)代謝紊亂情況。該工作不僅為研究脂滴相關(guān)的生理和病理過程提供了一種性能優(yōu)異的熒光脂滴探針，而且為合理開發(fā)AIE探針用于脂滴極性分布可視化提供了范例。

極性敏感AIE探針用于生物組織脂質(zhì)代謝紊亂可視化（Adv. Funct. Mater. 2023, 2303627.）

論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202303627。

新聞鏈接：http://news.hfut.edu.cn/info/1011/57461.htm

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