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  隨著合成化學(xué)的發(fā)展，具有明亮發(fā)光性能的人造發(fā)光材料得到充分探索，但不少材料都存在聚集狀態(tài)下發(fā)射減弱或淬滅以及可再生性、可持續(xù)性差等問題�；诖朔N情況，具有聚集態(tài)發(fā)光增強(qiáng)且可再生、可持續(xù)發(fā)展的發(fā)光材料的研究開發(fā)就變得極為重要。此外，由于發(fā)光材料的發(fā)光特性與其激發(fā)態(tài)分子運(yùn)動密切相關(guān)，而這種現(xiàn)象以超快的時間尺度發(fā)生，難以追蹤和調(diào)節(jié)。因此，開發(fā)出可以調(diào)控激發(fā)態(tài)分子運(yùn)動的手段，獲得優(yōu)異發(fā)光性能的材料，是發(fā)光材料研究領(lǐng)域中一個極為重要的研究方向。

  近日，南京林業(yè)大學(xué)蔡旭敏副教授與唐本忠院士、趙征教授團(tuán)隊(duì)（現(xiàn)工作單位：香港中文大學(xué)-深圳）合作，合成出一類具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光（AIE）特性的天然松香基聚集誘導(dǎo)發(fā)光分子(BioAIEgen：正式提出此概念)，以“BioAIEgens derived from rosin: how does molecular motion affect their photophysical processes in solid state?”為題在Nature Communications上發(fā)表最新研究進(jìn)展。（圖1）

圖1：松香基BioAIEgen及其光物理性能

  該工作以動植物甾醇的脂環(huán)結(jié)構(gòu)強(qiáng)化細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性為設(shè)計(jì)依據(jù)，利用松香獨(dú)特的脂環(huán)剛硬化結(jié)構(gòu)特征，與柔性的希夫堿復(fù)合，成功開發(fā)出一系列脂環(huán)融合的希夫堿作為源自天然松香的BioAIEgen（圖2）。機(jī)理研究證實(shí)，天然松香分子中脂環(huán)結(jié)構(gòu)的引入有助于抑制激發(fā)態(tài)分子運(yùn)動，從而增強(qiáng)聚集態(tài)發(fā)射（圖3）。此外，改變?nèi)〈梢杂绊懛肿娱g相互作用和激發(fā)態(tài)分子運(yùn)動，從而調(diào)控發(fā)光性能（圖4）。通過光致變色現(xiàn)象，可以在固態(tài)下監(jiān)測和可視化其分子運(yùn)動（圖5）。最后，基于這些松香基BioAIEgen的脂質(zhì)特性和生物相容性，它們被應(yīng)用于細(xì)胞成像，分別在脂滴和溶酶體中顯示出優(yōu)異的靶向成像能力（圖6）。該工作從根本上闡明了天然松香中脂環(huán)結(jié)構(gòu)在發(fā)光分子設(shè)計(jì)中的重要作用，并從實(shí)踐上提供了一種可大規(guī)模獲得生物相容性BioAIEgen的天然資源，提升了天然松香的附加值。

圖2：源自天然松香的BioAIEgen

圖3：松香基BioAIEgen的發(fā)光性能

圖4：松香基BioAIEgen的分子構(gòu)象及其分子間作用方式

圖5：松香基BioAIEgen的可視化分子運(yùn)動

圖6：松香基BioAIEgen的靶向細(xì)胞器成像（DAMB-SA靶向脂滴；DAMB-SAN靶向溶酶體）

  本文共同第一作者為南京林業(yè)大學(xué)蔡旭敏副教授，其碩士研究生藺玉婷及深圳大學(xué)李瑩副研究員，通訊作者為唐本忠院士、趙征教授及南京林業(yè)大學(xué)黃申林教授。本研究獲得了國家自然科學(xué)基金（21601087和21805233）等項(xiàng)目資助。

  文章信息:

  Xu-Min Cai, Yuting Lin, Ying Li, Zaiyu Wang, Xueqian Zhao, Shenlin Huang*, Zheng Zhao*, & Ben Zhong Tang*

  BioAIEgens derived from rosin: how does molecular motion affect their photophysical processes in solid state?

  https://www.nature.com/articles/s41467-021-22061-y#citeas

  DOI: 10.1038/s41467-021-22061-y (Nat. Commun. 2021, 12, 1773)