连发6篇Angew，荧光研究最新一览！唐本忠院士、张希院士、张晓兵、鞠熀先、郑杰等人最新研究进展！

小奇

2020-11-09

1. 唐本忠院士等Angew: 多色荧光聚合物水凝胶

多色荧光聚合物水凝胶（MFPH）是具有可调发射色的三维交联亲水聚合物网络。与主要用于干燥固态或溶液的经典荧光材料不同，MFPHs以高度水溶胀的准固体形式存在。因此，它们呈现出固体和溶液的许多有前途的特性，包括类似组织的机械性能、固有的柔软和湿润性质、出色的生物相容性以及响应的体积、形状和荧光色变化。这些有利的特性在许多应用中具有巨大潜力，例如传感，生物成像，信息编码，加密，仿生致动器和软机器人。

综述要点：

于此，香港科技大学唐本忠院士、中科院宁波材料研究所陈涛、路伟等人综述了多色荧光聚合物水凝胶地最新进展，特别着重于多种构造方法和重要的示范应用。还讨论了多色荧光聚合物水凝胶的当前挑战和未来观点。

参考文献：

Wei, S., et al. (2020), Multicolor Fluorescent Polymeric Hydrogels. Angew. Chem. Int. Ed..

DOI:10.1002/anie.202007506

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202007506

2. 张希院士等Angew：高光动力治疗效率和高安全性的自降解超分子光敏剂

鉴于光敏剂(PS)的残留在光照下会产生严重的副作用，因此在光动力疗法(PDT)后及时“关闭”PS具有重要意义。在此，清华大学张希院士、徐江飞等人提出了一种调节PS活性的超分子策略，制备出一种具有更高的活性氧生成效率和更快的自降解能力的超分子PS。

本文要点：

1）基于阳离子BODIPY衍生物与CB的主客体相互作用，成功制备出此超分子PS，它具有更好的ROS生成效率和加速自降解能力。在PDT治疗过程中，超分子PS在降低暗毒性的同时，显示出良好的治疗效果。

2）与PS本身相比，超分子PS具有同样优异的光动力治疗效率和更好的生物相容性。此外，超分子PS会被自身产生的ROS降解，并在PDT处理结束即失去其PDT活性。这样，可以在不牺牲治疗效率的前提下减少PDT的副作用。

综上所述，这项工作为进一步提高PDT治疗的安全性提供了一种新的策略。

Bin Yuan, et al. Self‐Degradable Supramolecular Photosensitizer with High Photodynamic Therapeutic Efficiency and Improved Safety. Angew. Chem. Int. Ed., 2020.

DOI: 10.1002/anie.202012477

https://doi.org/10.1002/anie.202012477

3. Angew：开发可被激活的NIR-II荧光探针用于体内高对比度生物成像

基于有机染料的NIR-II荧光探针由于具有高的信噪比和更深的穿透性，非常适用于对体内的深部组织进行高对比度的成像。然而，由于缺乏合适的染料，如何设计可被激活的NIR-II荧光探针仍然是一个很大的研究挑战。湖南大学张晓兵教授设计了一类新颖的多甲基染料(NIRII-RTs)，其具有明亮(量子产率高达2.03%)、稳定和抗溶剂猝灭的NIR-II发光性能以及大的Stokes位移等优势。

本文要点：

（1）与大多数之前报道的、具有不可控荧光的NIR-II荧光团所不同的是，该新型的、具有羧酸基团的NIRII-RT3和NIRII-RT4染料可作为一种NIR-II平台以实现高对比度的、可被激活的生物成像。

（2）为了证明该探针的有效性，实验合成了一系列可被激活的NIRII-RT探针(NIRII-RT-pH, NIRII-RT-ATP和NIRII-RT-Hg)，并将它们用于对pH值、三磷酸腺苷(ATP)和金属离子进行检测。与此同时，实验也证明了该NIRII-RT探针可以成功地实现对药物导致的肝毒性的实时监测。

Tian-Bing Ren. et al. A General Strategy for Development of Activatable NIR-II Fluorescent Probes for in vivo High-Contrast Bioimaging. Angewandte Chemie International Edition. 2020

DOI: 10.1002/anie.202009986

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202009986

4. Angew:分子内电子双转移技术对膜蛋白的原位共嵌物嵌入电化学发光微成像

电化学发光（ECL）中将共反应剂转运至发射体的需求以及自由基寿命短的需求，极大地抑制了其在细胞传感和显微成像中的应用。于此，南京大学鞠熀先等人设计了一种双分子内电子转移策略和叔胺共轭聚合物点（TEA-Pdots），以开发嵌入共反应剂的ECL机理和微成像系统。

本文要点：

1）TEA-Pdot可以在+1.2 V时产生ECL发射，而无需在测试溶液中使用共反应物。超结构和分子内电子转移导致了前所未有的ECL强度，其强度分别是Pdots和TEA混合物的132倍（等量）和45倍（62.5倍质量）。ECL效率甚至高于典型的 [Ru(bpy)₃]²⁺ 系统。 

2）因此，该策略和共反应物嵌入式ECL系统可用于单个活细胞膜蛋白的原位ECL微成像，而无需额外的透性处理来运输共反应物。通过对细胞表面特异性蛋白表达的评价，验证了该方法的可行性和有效性。这项工作为ECL在单细胞分析和生物事件动态研究中的应用开辟了新的途径。

参考文献：

Wang, N., et al. (2020), Dual Intramolecular Electron Transfer for In Situ Coreactant‐Embedded Electrochemiluminescence Microimaging of Membrane Protein. Angew. Chem. Int. Ed..

DOI:10.1002/anie.202011176

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202011176

5. Angew：依赖于肾脏分泌通路的外排转运用于对肾癌进行高性能荧光成像

肾小管分泌是肾脏清除分子的一种主动外排途径，但它从未被用于增强对肾癌的靶向性。德克萨斯大学达拉斯分校郑杰教授将吲哚菁绿(ICG)与2100 Da的 PEG分子相结合，构建了首个可被肾小管分泌的近红外发光荧光团(ICG- peg45)，并将其用于对肾癌进行高性能的荧光成像。

本文要点：

（1）研究表明，这种通路依赖性的肾癌靶向作用的机理在于ICG-PEG45可通过p糖蛋白转运体从正常肾脏的近端小管中被有效排出，而会保留在p -糖蛋白低表达的肾癌组织中。

（2）这一研究表明，调整和利用药物在正常和病变组织中的清除途径和外排动力学的差异可以实现对疾病的有效诊断和治疗，并且有望解决被动靶向和配体受体介导的主动靶向所无法解决的问题。

Bujie Du. et al. Renal Secretion Pathway-dependent Efflux Transport Enabled Hyperfluorescence Imaging of Kidney Cancer. Angewandte Chemie International Edition. 2020

DOI: 10.1002/anie.202010187

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202010187

6. Angew：自螺旋肽荧光探针用于生物成像

美国圣母大学Bradley D. Smith教授开发了一种可推广的合成方法以构建一类新的共价连接的自螺旋荧光分子探针，其具有8字图形的拓扑结构，包括一个封装的深红色荧光团和两个外围肽环。

本文要点：

（1）球状的分子形状和硬化的肽环可以提高探针的成像性能，增强其水溶性，降低探针的自聚集并增加探针的稳定性。此外，肽环也使得该探针在复杂的生物样本中对靶向目标具有选择性的亲和力。

（2）研究表明，具有细胞穿透肽环的探针会靶向细胞膜表面，而带有骨靶向肽环的探针则会选择性地染色活鼠的骨架。综上所述，这一具有明亮的深红色荧光、高稳定性和肽靶向性的荧光探针是一种理想的生物成像工具。

Canjia Zhai. et al. Fluorescent Self-Threaded Peptide Probes For Biological Imaging. Angewandte Chemie International Edition. 2020

DOI: 10.1002/anie.202009599

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202009599