国重室苗庆庆教授课题组在有机近红外余辉发光材料及其体内成像应用方面取得新进展，相关成果以“Near-Infrared Afterglow Luminescence of Chlorin Nanoparticles for Ultrasensitive In Vivo Imaging”为题发表在Journal of the American Chemical Society杂志上。论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c10168。
图1. 二氢卟吩e4的余辉发光过程示意图
余辉发光是指在光激发停止后，材料仍能持续发光的现象。不同于荧光成像这种传统的光学成像方式，余辉成像不依赖于实时的光激发，只需要光预先照射材料，因而将光照射过程与信号收集过程分离开来，避免了组织自发荧光造成的背景信号的干扰，成像的信噪比更高。因此，余辉成像在生物医学成像应用中更具优势。
在前期工作中，苗庆庆教授首次建立了基于有机聚合物纳米材料的“分子余辉发光成像”新方法，构建了近红外分子余辉强发光体系并开展了活体成像分析应用，实现了高灵敏（比近红外荧光高80倍）、高穿透深度（4 cm）的余辉发光成像（Nat. Biotechnol.2017, 35, 1102-1110）。在上述研究基础上，本研究旨在发展更多具有优异性能的新型有机余辉发光材料，并深入探究余辉发光机制，实现高灵敏的体内成像应用。研究发现，有机小分子二氢卟吩具有余辉发光的性质，通过筛选系列二氢卟吩衍生物，并研究了余辉发光性能及构效关系。与之前报道的基于聚合物余辉发光材料相比，该体系具有长半衰期（1.5小时）、余辉主体结构发射近红外余辉发光、生物相容性好等优势。此外，本研究通过彻底的结构表征与理论计算相结合，揭示了二氢卟吩分子余辉发光的分子机制。最后开展了余辉成像手术导航的实验并成功地用于小鼠腹腔微小肿瘤（3 mm3）的切除，证实了余辉发光具有极高的成像信噪比和灵敏度，在生物医学成像方面具有极大的应用前景。
该论文第一作者为18新利体育 2019级硕士研究生陈婉，放射医学与辐射防护国家重点实验室高明远教授、苗庆庆教授和李庆副教授为该论文的共同通讯作者，18新利体育 为本论文第一单位。该工作得到国家自然科学基金，江苏省自然科学基金、18新利体育 启动经费等项目的共同资助。