澳大利亞弗林德斯大學的唐友宏副教授課題組、香港科技大學唐本忠院士團隊和四川輕化工大學的周亞賓博士課題組對AIEgens在基于細胞的復用熒光顯微成像技術上的最新應用進行了詳細的回顧和總結,并對其下一步發展方向進行了展望。
熒光顯微成像是生物學和生物醫學領域的一個重要技術。近年來由于熒光探針的不斷發展,新的成像技術的不斷研發,基于細胞的復用熒光顯微成像技術越來越成熟,被越來越廣泛地應用在基礎研究上。復用熒光顯微成像技術利用不同顏色的熒光探針同時分別靶向定位不同的亞細胞結構或細胞內物質,從而實現同時觀察兩種至成百上千種細胞內的結構和物質,甚至進行實時觀測。這為觀察了解細胞的正常、病理或在藥物作用下的生理變化提供了強有力的手段。
聚集誘導淬滅效應一直困擾著熒光材料,并限制著其發展。香港科技大學的唐本忠院士團隊于2001年發現并提出的聚集誘導發光(AIE)從根本上解決了這一問題。此后唐本忠院士及其合作者合成了可用于生物學和醫學領域的高分辨特異性AIEgens和基于AIEgens的納米粒探針。這些AIEgens納米探針具備諸如優越的光穩定性、高量子效率、高選擇性、大斯托克斯位移、良好的生物安全性和低背景等優點。
唐本忠院士團隊、唐友宏副教授課題組和周亞賓博士課題組對近10年中AIEgens納米探針應用于細胞中的亞細胞結構、細胞內的分子如RNA和蛋白質、細胞內的pH值和診療一體化的熒光顯微成像尤其是復用熒光顯微成像做了詳細的回顧和總結。同時,對其發展進行了探討,提出延長AIEgens納米探針在細胞內滯留時間,開發長波成像(尤其是雙光子成像),通過增加功能基團以提高靶專一性,應用諸如不同顏色AIEgens納米探針的編碼系統以實現高精度復用顯微成像等是下一步應用的重要方向。
圖1 AIEgens在基于細胞的復用熒光顯微成像技術
論文鏈接:https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs11426-019-9508-6