唐本忠院士团队Accounts of Chemical Research: 聚集诱导发光分子在基于化学反应的传感中的应用
1研究背景
2001年，香港科技大学唐本忠院士首次提出“聚集诱导发光(AIE)”的新概念，引发了发光材料的革命，成为化学和材料的前沿领域之一。相比于传统的荧光染料，AIE材料在生物、化学传感应用中展现出诸多优势，例如：良好的生物兼容性，高的发光效率，高的光稳定性，极大的斯托克斯位移，优异的高浓度耐受性，荧光由无到有的变化过程。另一方面，作为一个新兴的研究领域，基于化学反应的传感（activity-based sensing, ABS）研究得到了越来越多的关注。ABS指的是利用动态分子反应性而不是传统的“锁匙分子识别”，来实现传感器在复杂环境中对被分析物分子水平的高选择性检测。相比于传统的“锁匙分子识别”途径，ABS普遍具有高的特异性，精确的信号输出，以及对复杂环境的高耐受性。AIE分子参与的ABS，可以完美融合AIE和ABS两者的优势，且普遍通过传感器的化学和物理状态的双重变化，实现传感信号的超级放大。基于唐本忠院士团队在此领域的一系列突出研究成果，他们受邀在化学类顶级综述刊物Accounts of Chemical Research上对此领域近期的研究进展进行了评述。此评述将作为Accounts of Chemical Research中“Activity-BasedSensing”主题专刊的一部分与读者见面。
2研究工作简介
在此文中，作者简要介绍了近几年AIE分子参与的ABS领域的发展情况。阐述了相关的研究背景、基本概念、精华成果、创新突破、发展趋势和前景展望。文章基于传感原理的分类展开论述，由于文章字数的限制，文中的代表性例子基本都是唐本忠院士团队的研究成果。
目前为止，多种多样的检测目标，包括小分子、离子、生物大分子、生理微环境及各种刺激响应，可以被AIE分子参与的ABS高效检测。基于不同的传感原理，具体的工作被分为以下几类来介绍（图1）。(A)促溶基团的断裂以降低荧光团的溶解度；（B）荧光淬灭的解除；（C）生物结合；（D）荧光团内部结构变化之发光颜色变化；（E）荧光团内部结构变化之发光颜色扭转。
图1、AIE分子参与的ABS过程的传感原理示意图
3工作亮点、新颖性和意义
4论文信息
作者：Dong Wang, Ben Zhong Tang
文章题目：Aggregation-Induced Emission Luminogens for Activity-Based Sensing
期刊：Acc. Chem. Res.
年份：2019年
Doi: 10.1021/acs.accounts.9b00305.
全文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.accounts.9b00305
5研究团队简介
唐本忠：中国科学院院士，香港科技大学张鉴泉理学教授、化学系与生物医学工程系讲座教授，深圳大学AIE研究中心荣誉主任。现为科技部973计划项目首席科学家、国家自然科学基金基础科学中心项目负责人、广东省引进创新科研团队带头人，以及中国化学会和英国皇家化学会联合期刊Materials Chemistry Frontiers主编。唐本忠教授长期致力于有机光电功能材料在生物医用材料及光电诊疗方向的应用研究，其所提出的原创“聚集诱导发光（AIE）”材料体系及其在光电功能材料和生物成像领域的应用，入选中科院文献情报中心和汤森路透联合发布的《2015年科学研究前沿》，并位于化学与材料学研究热点的第二位。作为AIE概念的提出者和研究的引领者，唐本忠教授累计发表学术论文约1500篇，引用80000余次，h-指数为134，并于2014-2018年连续入选化学和材料双领域高被引用科学家。同时，唐本忠教授先后获得多项荣誉及奖励，如国家自然科学一等奖（2017），何梁何利科学与技术进步奖（2017）、第27届夸瑞兹密国际科学奖（2014）、美国化学会高分子学术报告奖（2012）、国家自然科学二等奖（2007）、裘槎高级研究成就奖（2007）、中国化学会高分子基础研究王葆仁奖（2007）和爱思唯尔出版社冯新德聚合物奖（2007）等。同时，AIE作为由中国科学家开创和引导的新领域，也吸引了来自全球科学家的研究兴趣和前沿商业的关注，发表的论文数和引用数均呈指数增长，80余个国家和地区的1500余家研究单位的科学家的关注和跟进此工作。
王东：深圳大学材料学院副教授，深圳大学AIE研究中心主任（执行），深圳市海外高层次人才，深圳大学荔园优青。主要研究方向：聚集诱导发光材料的开发、机理研究，及其在化学传感、光电器件、生物成像和治疗等方面的应用。迄今，发表SCI论文40余篇，其中以第一/通讯作者在Chem. Rev.、Chem. Soc. Rev.、Acc. Chem. Res.、AngewChem. Int. Ed.、Adv. Mater.、Mater. Horiz.、 Adv. Funct. Mater.等期刊上发表SCI论文30篇。4篇论文入选“ESI高被引论文”。论文共被引用2200余次，H指数20。