近日，中國科學技術大學核科學技術學院苗慶慶教授團隊應邀在知名期刊《Nature Reviews Bioengineering》發(fā)表關于有機余輝發(fā)光的綜述文章，題為“Organic afterglow luminescence for disease diagnosis and treatment”。

余輝發(fā)光成像是一種利用材料在激發(fā)源停止照射后仍能持續(xù)發(fā)光的自發(fā)光成像。相較于傳統的熒光成像，由于無需實時的光激發(fā)，余輝發(fā)光成像避免了組織自發(fā)熒光的干擾而具有更高的信噪比，這也為生物成像提供了更高的空間、時間精度。其具體的作用機制為：在不同形式激發(fā)源（光、超聲、X射線等）的照射下，有機余輝材料可以產生活性氧，并與活性氧反應形成高能中間體。隨著中間體的自發(fā)降解釋放能量（化學激發(fā)）而產生余輝發(fā)光。另外，進一步能量轉移可實現發(fā)射波長的紅移。然而，當前有機余輝材料在材料性能、生物醫(yī)學應用、臨床轉化等方面仍面臨著諸多挑戰(zhàn)。

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圖1.有機余輝發(fā)光體系的作用機制示意圖

在綜述論文中，作者深入探討了有機余輝發(fā)光的機制，系統總結了有機余輝探針的設計與優(yōu)化策略，并著重強調了其在生物醫(yī)學領域的關鍵應用。最后，作者全面概述了該領域當前面臨的挑戰(zhàn)以及未來的發(fā)展機遇。

多年來，該團隊圍繞余輝發(fā)光的機制研究、性能調控、生物應用等方面進行了系統研究。該團隊首次提出了有機余輝發(fā)光的機制，展現出了有機余輝發(fā)光應用于生物醫(yī)學領域的巨大潛力（Nat. Biotechnol. 2017, 35, 1102）；發(fā)展了系列優(yōu)異性質的有機余輝發(fā)光分子（J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 6719; Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63, e202313117; Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63, e202318545; Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202500801）；拓寬了高特異性有機余輝發(fā)光的設計策略（Nat. Commun. 2024, 15, 2124）。同時，該團隊進一步探索了這些有機余輝發(fā)光材料在生物醫(yī)學等領域的應用。

中國科學技術大學核科學與工程系博士生趙良友為論文的第一作者，苗慶慶特任教授為論文的通訊作者。該項研究得到了國家自然科學基金和江蘇省杰出青年基金的支持。

論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s44222-025-00343-0