NIR荧光成像指导的癌症手术已用于临床，开发高亮度和稳定的NIR荧光团对于实现有效的生物成像和图像指导的手术至关重要，同时具有高吸收系数和光致发光量子产率（PLQY）的有机近红外（NIR）发射器是生物医学成像的理想之选，但由于这两个方面通常是矛盾的，因此鲜有报道。共轭的平面结构具有很强的吸收能力，但在聚集状态下发射被严重淬灭，而扭曲的非平面结构则表现出相反的现象。

为此，香港科技大学唐本忠教授和南开大学丁丹研究员团队近日报道了一种蜻蜓形的近红外聚集诱导发光分子（AIEgen），具有最佳荧光亮度（高吸收系数和PLQY），可用于精确的荧光成像指导的癌症手术。

示意图

本文要点

1）这种新型AIEgen（PTZ-BT-TPA）与广泛研究的基于四苯乙烯的AIEgen不同，它具有带有振动替代物的共轭结构，其中良好的共轭有利于强吸收，而分子振动则可以产生AIE信号。而且，诸如非辐射衰变、磷光和ROS产生过程的非荧光途径被有效地阻断，因此荧光过程得到大大促进。实验结果表明，这种AIEgen表现出6.24×10⁴ M^-1 cm^-1的高吸收系数和51.2％的优越的光量子产率。其荧光亮度达到有机NIR发射器的最高水平，甚至比临床使用的ICG和MB还要好。

图 | PTZ-BT-TPA的合成线路以及AIE纳米颗粒的制备和表征。

2）高亮度和稳定的AIE纳米颗粒保证了高效的体外细胞成像和体内肿瘤成像。由于亮度高，可以用非常低的激发功率进行AIE 纳米颗粒的体外细胞成像。此外，该AIE纳米颗粒通过精确描绘约0.5毫米的微小肿瘤结节，有助于在体内照亮肿瘤部位并大大改善癌症手术的结果。

图 | 小鼠体内荧光成像实验结果。

总之，该项研究工作开发的新型AIEgen，促进了对具有最佳荧光亮度的NIR荧光团的研究，在生物医学的应用中具有巨大潜力。

参考文献：

Ji Qi et al. Dragonfly-shaped near-infrared AIEgen with optimal fluorescence brightness for precise image-guided cancer surgery. Biomaterials. 2020.

https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2020.120036