- 論文全文：Achieving High-Brightness NIR-II Emission: Molecular Locking and Wrapping Strategies in Fluorescent Material Design for in Vivo Bioimaging
- 於2025年8月29日發表於《Advanced Materials》：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202510386
- 作者名單：Yingpeng Wan, Yijian Gao, Yu-Neng Chen, Ka-Wai Lee, Hao-Wen Wang, Ya-Jie Tsai, Weilong Chen, Shengliang Li,* Ken-Tsung Wong,* and Chun-Sing Lee*
近紅外光第二區域 (NIR-II, 900–1700 nm) 螢光影像因低生物組織放光背景、深組織穿透性，在生物醫學診斷與影像導引治療上有巨大潛力。然而，受限於有機小分子分子結構扭曲所導致的低吸收度與包覆在奈米顆粒中出現的聚集態淬滅(aggregation-caused quenching)現象導致亮度降低的影響，因此開發出能兼具高效吸收與放光特性的小分子螢光染料，是非常迫切需要解決的挑戰。
本系汪根欉教授團隊最新發表在Advanced Materials的論文提出「結構鎖定 (locking)」與「側鏈包覆 (wrapping)」雙重策略，成功突破瓶頸。在此研究中，團隊首先將原始分子DTTD中，容易旋轉造成分子扭曲並降低消光係數的π-bridge進行結構鎖定的修飾策略，得到分子DMTTD（見下圖），成功將消光係數提升至3.57 × 104 M−1 cm−1，成功解決了吸收度較差的問題。進一步為了解決在奈米顆粒中分子之間靠得太近所導致的聚集態淬滅問題，研究團隊將分子DMTTD進行側鏈包覆的修飾策略，將甲基更換成帶有支鏈的長碳鏈，得到低聚集態淬滅分子DETTD，在應用亮度的表現上，從原本DTTD分子的22.6 M−1 cm−1提升到了DETTD分子的117.5 M−1 cm−1，差異達到了五倍之多。此系列材料料透過香港城市大學與蘇州大學的研究團隊進行生物實驗合作，研究發現近紅外光第二區域影像，可清晰顯示小鼠血管與腸胃道結構，並具有高對比度。這項研究建立了兩種有效的策略，可提升螢光分子吸收度與降低聚集態淬滅的問題，為近紅外光第二區域的高亮度螢光分子設計提供新的設計方向。
(本評述由博士生王浩文撰寫)
