综述：有机余辉发光在疾病诊断与治疗中的应用

这篇综述系统阐述了有机余辉发光（Organic Afterglow Luminescence, OAL）成像技术，通过检测光源关闭后化学缺陷缓慢释放的光子，实现无自发荧光干扰的高信背比（SBR）活体成像。文章深入解析了OAL的发光机制，探讨了探针设计优化策略（如增强余辉强度、延长发射波长、多激发源响应等），并重点介绍了其在深组织生物成像及疾病诊疗中的突破性应用。

　　

有机余辉发光的发光机制

有机余辉发光（OAL）区别于传统荧光成像，其光子来源于激发停止后化学缺陷或晶格缺陷的缓慢能量释放。这种延迟发射特性有效规避了生物组织自发荧光的干扰，信背比（SBR）可达荧光成像的10²-10³倍。目前公认的机制包括三线态-三线态湮灭（TTA）、电荷分离态重组（CSR）以及缺陷辅助的能量陷阱释放，其中CSR机制在近红外（NIR）窗口（650-900 nm）的探针设计中表现尤为突出。

探针设计与性能优化

分子工程是提升OAL性能的核心：

1. 增强余辉强度：通过引入重原子（如Br、I）或金属配位（如Pt^II配合物）促进系间窜越（ISC），可使余辉寿命延长至小时级；

2. 波长调控：稠环芳烃（如苝二酰亚胺）与D-A结构（给体-受体）的协同设计可将发射红移至NIR-II区（1000-1700 nm），穿透深度提升至>5 mm；

3. 多模态激发：X射线响应型探针（如含碘聚合物）与超声激活探针（压电材料复合体系）拓展了OAL在介入治疗中的应用场景。

生物医学应用前沿

1. 肿瘤精准诊断：靶向EpCAM的OAL探针可在术中实时区分肿瘤边缘（SBR>150），较临床吲哚菁绿（ICG）灵敏度提高20倍；

2. 血栓动态监测：纤维蛋白特异性探针（FBP-OAL）通过余辉动力学曲线实现血栓形成阶段的定量判断；

3. 治疗协同系统：光热-OAL双功能探针（如CuS@聚合物纳米粒）可在808 nm激光照射下同步完成肿瘤成像（NIR-I区余辉）与消融（光热转化效率>40%）。

挑战与展望

当前OAL技术仍面临生物降解性调控、长期毒性评估等瓶颈。未来发展方向包括开发可代谢的小分子余辉体系（分子量<800 Da）及人工智能辅助的分子设计平台。随着OAL与 CRISPR-Cas9 等基因编辑技术的联用探索，其在精准医学中的潜力将进一步释放。