聚集誘導發光（aggregation-induced emission，AIE）是唐本忠院士團隊在2001年偶然發現的現象：在溶液中以單分子形式存在時，分子不發光，而隨著溶劑的逐漸揮干，熒光卻漸漸加強。近年來，AIE在生物醫學領域的研究更是如火如荼，在疾病治療、分析檢測等方向具有非常廣闊的應用前景。
如，在上個月，唐本忠院士、南開大學丁丹教授和南醫大鄭磊教授等人利用AIE技術實現15分鐘檢測出新冠病毒。（點擊標題可查看詳情）15分鐘檢測冠狀病毒，神奇的AIE納米材料曾獲國家自然科學一等獎，被譽為納米光學革命四大材料之一！
下面，奇物論編輯部整理了近一個多月發表在Angew雜志上的 7 篇關于AIE材料的最新研究成果，供大家學習交流。
1. Angew：操縱多功能基于AuI的AIEgens分子結構并增強特定的癌細胞成像和治療診斷學
金（I）N-雜環卡賓（AuI-NHC）復合物因其高細胞毒性和穩定性而成為潛在的抗癌劑。將上述獨特功能與定制的聚集誘導發射（AIE）發光劑集成在一起，以實現針對癌癥的特定生物成像和有效的腫瘤治療學是非常必要的，但很少進行研究。現在，香港科技大學唐本忠院士、Dr. Ryan T. K.Kwok和南方醫科大學南方醫院鄭磊教授等人已開發出具有AIE特性的一系列新型AuI-NHC化合物。
本文要點：
1）選擇具有PPh3配體的復合物，因為它既可以實現各種癌細胞的顯著特異性成像，又可以有效抑制其生長，并且由于靶向結合和對硫氧還蛋白還原酶的強抑制作用，對正常細胞的毒性作用可忽略不計。
2）該復合物還可以用作強大的放射增敏劑，以增強抗癌功效，其性能優于普遍使用的金諾芬。作為治療癌癥的特異性和有效治療藥物，它在癌癥診斷和精確治療方面具有巨大潛力。
Zhang, J., et al. (2020),Multifunctional AuI‐based AIEgens: Manipulating Molecular Structures and BoostingSpecific Cancer Cell Imaging and Theranostics. Angew. Chem. Int. Ed..
DOI:10.1002/anie.202000048
https://doi.org/10.1002/anie.202000048
2. Angew：具有高ROS生成能力和生物相容性的AIE活性共軛聚合物用于細菌感染的光動力治療
具有良好抗菌活性的新型生物相容性材料是非常需要的。于此，香港科技大學唐本忠院士和華南理工大學秦安軍等人開發了具有聚集誘導發射（AIE）功能的獨特共軛聚合物，可實現可靠的細菌根除。
本文要點：
1） 由于具有AIE和供體-π-受體結構，與低質量模型化合物和普通光敏劑二氫卟酚E6相比，該聚合物顯示出高活性氧（ROS）生成能力。
2） 此外，發現與致病微生物的選擇性結合，證明了其生物相容性。在體外和體內驗證了在光照射下聚合物處理后細菌的有效生長抑制。值得注意的是，用該聚合物治療后，從感染中恢復的速度要快于頭孢氨芐。因此，這種聚合物在實際應用中具有抗擊細菌相關感染的巨大潛力。
Zhou, T., et al. (2020), An AIE‐ActiveConjugated Polymer with High ROS‐Generation Ability andBiocompatibility for Efficient Photodynamic Therapy of Bacterial Infections.Angew. Chem. Int. Ed..
DOI:10.1002/anie.201916704
https://doi.org/10.1002/anie.201916704
3. Angew：可激活的AIEgen探針檢測腫瘤酶活性
4. Angew：小分子AIE染色體外圍探針用于細胞遺傳學研究
染色體外周（CP）是覆蓋在染色體外表面的復雜網絡。它作為核仁成分的載體，有助于維持染色體結構，并在有絲分裂中發揮重要作用。目前用于CP熒光成像的方法在很大程度上依賴于免疫染色。于此，羅林斯卡醫學院Sijie Chen等人報道了一種名為ID-IQ的小分子熒光探針，其具有聚集誘導發射（AIE）特性，用于CP成像。
本文要點：
1）通過標記CP，ID-IQ突出顯示染色體邊界，這使得能夠快速分開接觸和重疊的染色體，直接識別著絲粒，并清楚地顯示染色體形態。
2）ID-IQ染色也與熒光原位雜交相容，可以幫助基因在指定染色體中的精確定位。總之，本研究提供了一種多功能的細胞遺傳學工具，用于改進染色體分析，這極大地有利于臨床診斷測試和基因組研究。
Wu,M., et al., A Small Molecule AIE Chromosome Periphery Probe for CytogeneticStudies. Angew. Chem. Int. Ed.. 2020.
DOI:10.1002/anie.201916718
https://doi.org/10.1002/anie.201916718
5. Angew：發光的Au納米團簇
本文要點：
1）成功制備系列水溶性的且具有分子級純度的硫醇保護的金納米團簇。
2）Au納米團簇表面的金屬-有機低聚物鏈長越短，其AIE發光的能量越低（發光波長從可見光區可調到近紅外二區），其AIE發光的強度提高越不明顯。
3）金屬-有機低聚物鏈長越短且金屬核尺寸越大，其AIE發光的來源可以從表面態磷光轉變為核態熒光，此變化趨勢可隨著團簇聚集度的提高而愈發明顯。
Zhennan Wu, et al. Unravelingthe Impact of Gold(I)‐Thiolate Motifs on theAggregation‐Induced Emission of Gold Nanoclusters. Angew.Chem. Int. Ed., 2020.
DOI: 10.1002/anie.201916675.
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201916675
6. Angew：光學操縱控制AIEE的時空動力學
臺灣國立交通大學Teruki Sugiyama等人提出了一種通過光學操縱實現對質子化四苯乙烯衍生物聚集誘導發射增強（AIEE）的時空控制。
本文要點：
1）當單個亞微米級聚集體最初受到激光照射的限制，其熒光幾乎不可檢測。然后連續照射形成的聚集體會導致突然而迅速的生長，從而導致發出明亮的黃色熒光。在540nm的峰值波長處的熒光強度隨著生長而顯著增強，這意味著AIEE被光學操縱激活。
2）令人驚訝的是，激活AIEE的開關是由交替的激光功率任意控制的。這一結果意味著光操縱增加了質子化分子間的局部濃度，克服了質子化分子間的靜電斥力，即光操縱改變了聚集體結構。從分子構象和締合的角度，根據激光功率，將討論光學操縱控制的AIEE的動力學和機理。
Wang, S.‐F., et al. (2020),Spatiotemporal Dynamics of Aggregation‐Induced EmissionEnhancement Controlled by Optical Manipulation. Angew. Chem. Int. Ed..
DOI:10.1002/anie.201916240
7.Angew：平面AIEgens具有增強的固態發光和ROS生成能力，可用于多藥耐藥細菌治療
平面發光體在通過分子間π-π堆積相互作用克服固有聚集引起的發射猝滅方面遇到困難。雖然激發態雙鍵重組（ESDBR）可以指導我們設計平面聚集誘導發射（AIE）發光劑（AIEgens），但其機制尚未闡明。該領域的主要挑戰包括有效限制ESDBR的方法和增強AIE性能而不使用龐大取代基（例如，四苯基乙烯和三苯胺）的方法。
于此，南方科技大學李凱等人合理地開發了具有更強分子間氫鍵相互作用的氟代AIEgen，以限制分子運動和增加晶體密度，從而使非輻射衰變速率降低一個數量級。
本文要點：
1）調整后的ESDBR特性也顯示出對粘度變化的相應響應。此外，還發現了它們的聚集誘導的活性氧（ROS）產生。
2）已經在小鼠模型中證明了這種平面AIEgen在治療多藥耐藥細菌中的應用。ROS產生與獨特的E/Z構型堆疊行為之間的關系已得到進一步理解，為合成基于平面AIEgen的光敏劑提供了設計原理。
Ni, J.‐S., Min, T., Li, Y.,Zha, M., Zhang, P., Ho, C.L. and Li, K. (2020), Planar AIEgens with EnhancedSolid‐State Luminescence and ROS Generation forMultidrug‐Resistant Bacteria Treatment. Angew. Chem.Int. Ed..
DOI:10.1002/anie.202001103
https://doi.org/10.1002/anie.202001103
