Jong Seung Kim院士、孙耀教授、杨文超教授合著综述：近红外荧光探针点亮植物

植物尤其是粮食作物对人类的生存起着至关重要的作用。关注植物的健康，有助于提高人类的生活品质。然而，植物经常会受到一些外部和内部环境的胁迫，例如病虫害的侵袭、营养不足、缺水、淹没、温度波动和空气污染物。因此，了解植物的生理状态和健康状况对提高作物产量、促进生态系统健康稳定、保障人类粮食安全至关重要。传统的植物胁迫检测方式主要有聚合酶链反应和酶联免疫等。但由于在检测过程中的复杂性和对环境因素的敏感性，使其在植物样本的原位、实时检测方面应用存在一定局限性。

荧光成像是一种非侵入性、高灵敏的成像技术，已在植物科学研究中取得了一定的进展。它可以通过定制合成的荧光探针来标记特定的分子或细胞结构，进而实现对植物生物和病理过程的实时监测和可视化分析。然而，植物组织散射效应和内源的生物大分子（叶绿素）自荧光现象往往会导致诊断结果的不理想，一直以来也是植物荧光诊断的难点和挑战。

鉴于此，韩国高丽大学Jong Seung Kim教授、绿色农药全国重点实验室孙耀教授（华中师范大学）、杨文超教授（贵州大学）近日联合在Sci. China Chem.发表综述性文章，对近红外荧光探针在植物体外、活体成像和相关生物分子可视化检测方面进行了系统性总结（如图所示）。相较于传统的紫外和可见光波段，近红外（Near infrared, NIR, 650-900 nm）荧光成像技术具有优越的生物组织穿透能力、时空分辨率和减少组织散射的优势，这无疑有利于获取高质量的诊断图像。作者系统性总结了近年来有机小分子和无机纳米材料这两大类近红外荧光探针的设计原理和制备方法，并进一步总结了它们在植物活体成像、活性分子（活性物质、金属离子、信号分子等）及相关疾病诊断中的应用。最后，作者也详细讨论了该领域目前存在的挑战及未来发展的方向，例如发展近红外二区的成像试剂、融合多模态的成像手段及注重近红外荧光探针在实际田间试验中的转化等。

该综述以“Lighting Up Plants with Near-Infrared Fluorescence Probes”为题在线发表于SCIENCE CHINA Chemistry。详见：Pang Y, Lu M, Rha H, Yang W, Sharma A, Sun Y, Kim JS. Sci. China Chem. DOI: 10.1007/s11426-023-1815-9.

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