Angew. Chem. ：分子内静电锁策略赋能高亮度近红外二区聚集诱导发光分子

近红外二区（NIR-II）荧光探针由于具有组织穿透深度高、自荧光效应低、散射弱的特点，在生物活体成像和体外检测领域受到了广泛的关注。然而，许多NIR-II荧光分子在聚集态往往遇到着荧光亮度低的问题。聚集诱导发光（AIE）效应通过相邻分子的空间位阻效应限制了分子内的运动，从而阻断了非辐射跃迁，被认为是一种提高聚集态荧光分子的发光能力的有效手段。

目前，在构建NIR-II AIE分子探针的过程中，往往需要在分子骨架中引入柔性的碳侧链来削弱分子在聚集态的π-π相互作用。这些柔性的侧链不可避免地增加了分子骨架的运动，导致非辐射能量损失。此外，较大位阻的侧链通常使得分子骨架更加扭曲，从而降低了分子的摩尔消光系数。

近日，香港中文大学（深圳）的唐本钟院士和南方科技大学的梁永晔教授、华东师范大学的孙海涛教授以及香港科技大学的孙建伟教授合作，以给体-受体-给体型AIE荧光分子为研究对象，通过引入烷硫基侧链以形成静电锁，构建了一种具有高亮度的NIR-II AIE探针TSEH，在活体成像及抗原检测中分别提高了信噪比和检测限。

过密度泛函理论计算及分子动力学模拟揭示了TSEH分子的烷硫基侧链中的硫原子能与苯并双噻二唑中的氮原子形成一对静电锁，从而制约了分子骨架的运动，降低了分子的内转化速率，进而提高了分子的荧光量子产率。同时，烷硫基侧链的TSEH分子比烷基侧链的TEH的分子骨架扭转更小，对提高分子的摩尔消光系数有明显的帮助。

基于TSEH的纳米荧光染料，展示了比TEH更高的近红外二区荧光亮度。应用在肿瘤成像中，信噪比提高了2.2倍，有利于准确定位微小肿瘤并引导相关组织的切除。在体外的抗原检测应用中，基于TSEH荧光微球的芯片在检测低浓度抗原时信噪比较TEH提高了两倍，展现了高灵敏度检测能力。

论文信息

Unlocking the NIR-II AIEgen for High Brightness through Intramolecular Electrostatic Locking

Xinyuan Wang, Xueqin Yang, Guanyu Jiang, Dr. Zhubin Hu, Dr. Tao Liao, Dr. Guoxin Wang, Xun Zhang, Dr. Xinyuan He, Dr. Jianyu Zhang, Prof. Jianquan Zhang, Wuke Cao, Kaizhen Zhang, Prof. Jacky W. Y. Lam, Prof. Jianwei Sun, Prof. Haitao Sun, Prof. Yongye Liang, Prof. Ben Zhong Tang

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202404142