【综述】AIEgens在基于细胞的复用荧光显微成像技术领域的最新进展

中国科学化学 2021-12-24

澳大利亚弗林德斯大学的唐友宏副教授课题组、香港科技大学唐本忠院士团队和四川轻化工大学的周亚宾博士课题组对AIEgens在基于细胞的复用荧光显微成像技术上的最新应用进行了详细的回顾和总结，并对其下一步发展方向进行了展望。

荧光显微成像是生物学和生物医学领域的一个重要技术。近年来由于荧光探针的不断发展，新的成像技术的不断研发，基于细胞的复用荧光显微成像技术越来越成熟，被越来越广泛地应用在基础研究上。复用荧光显微成像技术利用不同颜色的荧光探针同时分别靶向定位不同的亚细胞结构或细胞内物质，从而实现同时观察两种至成百上千种细胞内的结构和物质，甚至进行实时观测。这为观察了解细胞的正常、病理或在药物作用下的生理变化提供了强有力的手段。

聚集诱导淬灭效应一直困扰着荧光材料，并限制着其发展。香港科技大学的唐本忠院士团队于2001年发现并提出的聚集诱导发光（AIE）从根本上解决了这一问题。此后唐本忠院士及其合作者合成了可用于生物学和医学领域的高分辨特异性AIEgens和基于AIEgens的纳米粒探针。这些AIEgens纳米探针具备诸如优越的光稳定性、高量子效率、高选择性、大斯托克斯位移、良好的生物安全性和低背景等优点。

唐本忠院士团队、唐友宏副教授课题组和周亚宾博士课题组对近10年中AIEgens纳米探针应用于细胞中的亚细胞结构、细胞内的分子如RNA和蛋白质、细胞内的pH值和诊疗一体化的荧光显微成像尤其是复用荧光显微成像做了详细的回顾和总结。同时，对其发展进行了探讨，提出延长AIEgens纳米探针在细胞内滞留时间，开发长波成像（尤其是双光子成像），通过增加功能基团以提高靶专一性，应用诸如不同颜色AIEgens纳米探针的编码系统以实现高精度复用显微成像等是下一步应用的重要方向。