納米材料將在個性化診斷、成像和治療領域提供了無限可能。有一種由我國科學家獨創的技術——聚集誘導發光納米粒子（AIE Dots）正在生物成像領域大放光彩，正在被開發用于癌癥的早期診斷。
近期，Nature期刊對該技術的發明人——唐本忠院士進行專訪。
開辟一個新領域
在20年前，唐本忠團隊發現了一種有悖于當時人們公認的理解：當分子聚集時，其發光特性趨于減弱，這種現象稱為聚集引起的猝滅（ACQ）。他們的實驗表明，在稀溶液中，發光劑經歷了動態的分子內運動，這使它們以非輻射方式失去了激發能，并變得不發光。但是，當處于聚集狀態時，分子內運動受其分子堆積的限制，從而阻斷了非輻射途徑，使分子具有發射性。
自從該概念誕生以來將近20年，全世界超過145個國家和地區為AIE研究做出了貢獻，代表了從化學和材料科學到生物學和生命科學的各個領域。
基于對AIE機制的理解，該團隊團隊合成了許多發光劑，以使新的AIE系統能夠用于光電，化學傳感和生物成像。
革新生物成像技術及其他
對于唐本忠教授而言，AIE技術的應用在生物醫學中具有至關重要的意義。一項關鍵創新是將AIE發光劑（AIEgens）用于非侵入性細胞追蹤。從監測干細胞移植后的組織再生，到跟蹤癌變和癌癥進展，隨時間觀察生物學過程需要體內發光成像。該團隊設計了新的策略來克服現有探針的局限性，從而有望擺脫目前GFP價格昂貴和種類有限的問題。
該團隊研發的有機AIE探針具有高發射效率，高吸收率，出色的生物相容性和強大的抗光漂白性，可連續監測體內和體外的生物過程。多年來的研究已導致更具針對性的成像，這可以使手術受益。例如，有助于耳科醫生將AIEgens用于血管成像。精致的小靜脈可以很好地照亮，這有助于避免手術失誤。
唐本忠教授還描述了基于AIEgen的治療儀系統的使用，該系統結合了多模態成像和光動力療法。在此系統中，AIEgens會強烈發射，從而使成像更清晰，從而可以檢測出癌癥。精確的分子工程設計使這些AIEgens可以被設計成高性能的光敏劑和光熱劑，它們有可能克服常規光敏劑的缺點，包括光穩定性差，非特異性靶向和不良的組織穿透深度。這些AIE納米粒子（AIE點）在高負載下提供了成像亮度，并提供了高溫殺死癌細胞的方式，對周圍健康組織的損害最小。
除了用于成像，診斷和治療的生物探針以外，唐本忠團隊還一直在研究基于AIEgen的用于刺激反應和傳感的先進智能材料，以及用于顯示和照明的有機發光二極管（OLED）。他們尋求自然界的靈感來研究OLED的制造，他們的最新工作旨在改進薄膜，油墨，微納處理和大面積印刷顯示器的制造技術。
協同創新鏈
然而，唐本忠教授表示，這些實驗室的概念驗證需要大量的資金和耐心。“產學合作和政府支持對于加速研究成果的轉化至關重要，”
鑒于此，2020年5月在廣州黃埔成立了AIE研究所，力求推動AIEgens從醫療保健、環境保護、公共安全到新能源和新材料的應用。
參考來源：
https://www.nature.com/articles/d42473-020-00454-9
