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化学发光在生物成像和治疗领域中的最新研究进展

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精细化工国家重点实验室樊江莉教授和新加坡南洋理工大学浦侃裔副教授合作,国际著名综述类期刊 Chemical Society Reviews 上发表题目为Chemiluminescence for bioimaging and therapeutics: recent advances and challenges”Tutorial Review综述文章https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/cs/d0cs00348d#!divAbstract 

 

化学发光(Chemiluminescence)是由化学反应引起的一种特殊的发光现象,即通过氧化还原反应释放的能量将体系中某一物质从基态跃迁至激发态,随后以辐射发光(紫外光、可见光或近红外光)的形式返回基态释放能量。

化学发光主要由化学激发过程和发光过程两部分组成。根据能量作用过程,化学发光主要分为直接发光和间接发光两类。直接发光:反应物AB发生化学反应,释放出的化学能产生部分处于激发态的C*和其它物质D,激发态C*弛豫返回其基态C时直接发出可检测的光信号。间接发光:反应物AB同样发生化学反应产生激发态中间体C*C*通过能量共振转移的方式将其能量转移给体系中存在的荧光团F,荧光团F吸收能量后由基态跃迁至激发态F*F*以光辐射的方式返回基态F。通常该类化学发光的波长与荧光团F的荧光发射波长相一致。

 

由于无需外部的激发光,化学发光可以有效地避免荧光技术中由激发光存在导致的光漂白、背景荧光等问题,可在生物成像中提供了极高的检测信噪比和灵敏度。此外,原位产生的光子也可以取代传统的光诊疗系统中的激发光,实现光动力学治疗和光激活药物释放,以对深部病灶或肿瘤进行成像和治疗。因此,基于化学发光的成像及诊疗试剂具有独特的优势和广泛的应用前景。

 

综述系统介绍了化学发光在生物成像和治疗领域中的最新研究进展。作者在文中重点介绍了基于化学发光体底物的化学发光平台,主要包括鲁米诺及其衍生物、海萤萤光素类似物、过氧草酸酯和二氧杂环丁烷;并系统地总结了每一类平台的设计原则、传感机制和一些代表性的化学发光探针在生物成像和治疗领域中的应用。在本篇综述的最后,作者分析讨论了化学发光在生物成像和治疗方面所面临的挑战和发展前景。

该综述的第一作者为博士生杨明旺,通讯作者为樊江莉教授和新加坡南洋理工大学的浦侃裔副教授大连理工大学为论文的第一通讯单位。综述当选Chemical Society Reviews当期的Outside front cover”。

 

 

 

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