生物過(guò)程對(duì)于生物體的正常生理功能具有非常重要的作用，且與健康密切相關(guān)。生物過(guò)程發(fā)生紊亂往往會(huì)導(dǎo)致疾病的發(fā)生。因此，生物過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)將會(huì)促進(jìn)生命機(jī)制和疾病成因的全面深入認(rèn)識(shí)，有利于疾病的精準(zhǔn)診療，具有重要意義。熒光技術(shù)因其高靈敏度、低成本、原位等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。優(yōu)異的熒光分子是熒光技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵，要求具有高亮度、強(qiáng)抗漂白性、生物兼容性等。
自2001年唐本忠院士提出聚集誘導(dǎo)發(fā)射（Aggregation-Induced Emission，AIE）概念以來(lái)，基于AIE的研究已成為研究前沿?zé)狳c(diǎn)。AIE熒光分子（AIEgen）具有高亮度、強(qiáng)光穩(wěn)定性、大Stokes shift、高信噪比、克服聚集誘導(dǎo)猝滅（Aggregation Caused Emission，ACQ）等優(yōu)點(diǎn)（圖1），正在被廣泛而深入地應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，并取得了矚目的成就，尤其在生物過(guò)程檢測(cè)和疾病診療學(xué)方面展現(xiàn)出實(shí)時(shí)、原位、長(zhǎng)效追蹤監(jiān)測(cè)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。最近，香港科技大學(xué)的唐本忠院士團(tuán)隊(duì)就AIEgen在生物過(guò)程監(jiān)測(cè)和疾病診療學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行了綜述并展望。
圖1 AIEgen特點(diǎn)：克服ACQ，高亮度，大Stokes shift，高信噪比，強(qiáng)光穩(wěn)定性等。
該團(tuán)隊(duì)綜述了與特定生物過(guò)程（如自噬、線粒體自噬、線粒體動(dòng)力學(xué)、細(xì)胞分裂、長(zhǎng)程細(xì)胞追蹤、細(xì)胞凋亡等方面）相關(guān)的AIEgen探針的設(shè)計(jì)理念和相關(guān)生物過(guò)程的可視化監(jiān)測(cè)。繼而延伸到與生物過(guò)程相關(guān)的疾。ㄈ绨┌Y、炎癥、血腦屏障破損等）的特異性、高效、原位、實(shí)時(shí)診斷。通過(guò)與傳統(tǒng)ACQ探針比較，這些AIEgen探針及其納米顆粒充分展示了實(shí)時(shí)、長(zhǎng)效監(jiān)測(cè)的特點(diǎn)。另外，對(duì)于具有藥物、光敏劑以及輔助劑等多功能性的AIEgen，該團(tuán)隊(duì)綜述了它們?cè)诩膊≡\療學(xué)方面的研究進(jìn)展。結(jié)合AIEgen優(yōu)異的成像特性，在疾病診療的同時(shí)，可以對(duì)疾病的致病機(jī)制進(jìn)行在線、實(shí)時(shí)、可視化研究。由此，對(duì)臨床上開發(fā)新藥、評(píng)估治療效果等方面具有重要的意義。
最后，該團(tuán)隊(duì)提出了AIEgen在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域更為深入應(yīng)用所面臨的挑戰(zhàn)：深的組織穿透性、低的生物背景干擾、高的靈敏度和專一性、高的生物安全性等。為此，該團(tuán)隊(duì)展望開發(fā)具有長(zhǎng)波長(zhǎng)激發(fā)和發(fā)射、雙光子吸收發(fā)射、光聲效應(yīng)以及室溫磷光特性的新型AIEgen將會(huì)有效解決上述問(wèn)題，極大地促進(jìn)其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展。更進(jìn)一步，開發(fā)多功能特性AIEgen，兼顧診斷與治療，將會(huì)對(duì)疾病致病機(jī)制研究和臨床應(yīng)用方面起到極大推動(dòng)作用。
相關(guān)結(jié)果發(fā)表在Biomaterials 146 (2017) 115-135上，第一作者為顧星桂教授和Ryan博士，通訊作者為唐本忠院士。
論文信息及鏈接：
X. Gu, R. T. K. Kwok, J. W. Y. Lam, and B. Z. Tang*, AIEgens for biological process monitoring and disease theranostics, Biomaterials, 146 (2017) 115-135.
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142961217305677?from=singlemessage&isappinstalled=0
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