在化學(xué)和物理檢測中熒光信號可視化傳感是高分光探重要方法之一。除了在傳統(tǒng)應(yīng)用中識別目標(biāo)物質(zhì)外，科學(xué)課題將熒光探針應(yīng)用到微環(huán)境中檢測化學(xué)或生命科學(xué)過程中的系朱型熒環(huán)境行為變化也在時下備受青睞。近日，亮亮復(fù)旦大學(xué)高分子科學(xué)系朱亮亮課題組利用單分子熒光–延遲熒光雙發(fā)射構(gòu)建了三維比率型熒光探針新方法。組構(gòu)針新相關(guān)研究成果于2月13日發(fā)表在《自然·通訊》（Nature Communications）上。比率研究人員將建立的高分光探3-D比率發(fā)光傳感系統(tǒng)進(jìn)一步應(yīng)用在復(fù)合磷脂體系極性變化的精準(zhǔn)檢測中，有望為膜病變的科學(xué)課題診斷提供新思路。
據(jù)介紹，系朱型熒大多數(shù)熒光探針通過單發(fā)射信號的亮亮響應(yīng)變化來工作。在實(shí)際應(yīng)用中，組構(gòu)針新探針濃度或者流體性能的比率變化等因素很容易引起錯誤信號的讀取。近幾年，高分光探通過熒光校正的科學(xué)課題方法來解決這些干擾因素已經(jīng)取得了顯著進(jìn)展，例如利用具有雙發(fā)射熒光的系朱型熒此消彼長特性進(jìn)行自校準(zhǔn)。然而，僅使用熒光發(fā)射容易和很多環(huán)境介質(zhì)的自熒光物質(zhì)的信號重疊。因此，同時克服這些干擾因素成為了探索和發(fā)展新熒光技術(shù)的一個很大難題。
最近，朱亮亮課題組提出了一種新方法，即在單個分子上實(shí)現(xiàn)熒光（FL）-熱活化延遲熒光（TADF）雙發(fā)射行為來打造全新的探針分析技術(shù)。TADF作為一種無金屬誘導(dǎo)的長壽命發(fā)射促進(jìn)了有機(jī)電子學(xué)的發(fā)展，被稱作第三代OLED材料。朱亮亮表示，“我們期望利用TADF信號的發(fā)射波長和壽命的同時變化和FL的相對恒定性的分子雙發(fā)射策略設(shè)計(jì)新型傳感器。”以感應(yīng)環(huán)境極性變化為例，TADF作為感應(yīng)信號，其發(fā)射波長和壽命都隨環(huán)境極性變化而變化；FL作為內(nèi)標(biāo)參考信號，其波長和壽命均不隨環(huán)境極性變化。朱亮亮課題組進(jìn)一步建立了一種三維比率發(fā)光傳感系統(tǒng)：環(huán)境極性（X-軸）、比率波長（Y-軸）和比率壽命（Z-軸）。與傳統(tǒng)的二維曲線應(yīng)用相比，該三維分析系統(tǒng)的構(gòu)建大大減小了測量誤差，提高了應(yīng)用精確度。
復(fù)旦大學(xué)高分子科學(xué)系博士生李旭萍為論文第一作者。理論計(jì)算和光譜解析部分得到了瑞典皇家理工學(xué)院（KTH）和浙江大學(xué)高分子系的幫助。相關(guān)工作同時申請了發(fā)明專利（CN2018100470946）。
復(fù)旦大學(xué)高分子科學(xué)系朱亮亮課題組致力于可調(diào)控式功能材料的研究，側(cè)重利用分子設(shè)計(jì)、自組裝和刺激響應(yīng)行為等調(diào)控材料的發(fā)光行為和機(jī)制。
論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-019-08684-2
圖1 利用單分子熒光（FL）-熱活化延遲熒光（TADF）雙發(fā)射的思想構(gòu)建三維比率型探針方法
圖2 將探針分子應(yīng)用到復(fù)合磷脂系統(tǒng)中通過指示極性變化反映膽固醇含量和膜病變的關(guān)系，整個過程具有可視化的便捷性。
制圖：實(shí)習(xí)編輯：責(zé)任編輯：
