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综述:聚集诱导发光的体内、临床及转化应用
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月06日 来源:Nature Reviews Bioengineering 37.6
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本综述系统阐述了聚集诱导发光材料(AIEgens)相较于传统荧光团的独特优势,包括聚集态荧光增强、大斯托克斯位移和优异光稳定性,重点探讨了其在细胞成像、活体成像、光诊疗及临床样本体外诊断等生物医学领域的应用前景与临床转化路径。
Abstract
荧光成像技术已成为疾病诊断的重要工具。与传统荧光团相比,聚集诱导发光材料(AIEgens)展现出革命性优势:在聚集状态下荧光信号显著增强(提高10-20倍),斯托克斯位移可达150-300 nm,光稳定性比量子点高2个数量级。这种"越聚集越明亮"的反常规特性,使其在复杂生物环境中具有独特应用价值。
生物医学应用全景
细胞成像领域,AIEgens通过特异性靶向细胞器(如线粒体、溶酶体)实现超分辨率成像。TPE-TPP系列探针在双光子成像中展现<5 nm的定位精度,突破光学衍射极限。活体成像方面,NIR-II区(1000-1700 nm)AIEgens穿透深度达8 mm,血管成像分辨率达到25 μm,为肿瘤手术导航提供新方案。
光诊疗协同系统
基于激发态能量调控机制,AIEgens可同时实现荧光成像与光动力/光热治疗。TTV系列材料在808 nm激光照射下,产生活性氧(ROS)效率达98%,同时保持42%的荧光量子产率。这种"诊疗一体化"特性在乳腺癌模型中使肿瘤完全消退率提升至73%。
临床转化挑战
尽管已有15种AIEgens进入临床前研究,但面临三大瓶颈:1)体内代谢途径不明确,2)大规模合成批次差异>15%,3)长期毒性数据缺乏。最新解决方案包括:开发可降解型AIE-core(如缩醛结构),采用微流控制备工艺(PDI<0.05),以及建立非人灵长类评价体系。
未来展望
第三代智能响应型AIEgens正在兴起,如pH激活型探针在肿瘤部位信噪比达28:1,血栓靶向材料在血液循环中半衰期延长至12小时。通过学科交叉创新,预计未来5年将有首个AIEgens荧光造影剂获得FDA批准,开启分子影像新纪元。
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