余辉发光(长时间持续发光)在无背景分子成像领域中具有很大的潜力。然而，目前的余辉探针主要是纳米颗粒，而基于有机小分子的余辉成像系统仍然鲜有报道。此外，缺乏反应位点和通用的分子支架等问题也使得设计可激活型余辉探针成为了一项严峻的挑战。为了解决这些问题，湖南大学宋国胜教授和张晓兵教授构建了一种新型的半花菁基分子支架，其具有刺激响应的余辉发光，能够通过依赖于¹O₂与余辉分子之间的分子内级联光反应来存储光能，进而在光停止后产生延迟发光。

本文要点：

（1）实验采用“四合一”分子设计策略，将刺激响应单元、¹O₂生成单元、¹O₂捕获单元和发光单元集成到一个探针中，构建了三种模块化可激活型分子余辉探针(MAPs)。研究表明，这些探针能够被定制以用于对靶点目标（包括pH值、超氧阴离子和氨基肽酶等）进行定量分析和成像。

（2）研究发现，由于响应单元可同时控制荧光的起始(S₁到S₀)和¹O₂的产生(S₁到T₁)，因此MAPs能够在余辉成像中表现比在荧光成像更高的灵敏度。研究者也进一步将MAPs用于对药物性肝毒性进行高对比度余辉成像。实验结果表明，这种可激活的余辉探针可以通过报告氧化应激和氨基肽酶上调的连续发生以在产生血清学和组织学表现之前对肝毒性进行无创成像，由此充分证明该探针有望实现对肝毒性的早期诊断。

Yongchao Liu. et al. “Four-In-One” Design of a Hemicyanine-Based Modular Scaffold for High-Contrast Activatable Molecular Afterglow Imaging. Journal of the American Chemical Society. 2023

DOI: 10.1021/jacs.2c11466

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c11466