李媛媛教授通过分子晶体工程调控，阐明了NIR-II 荧光团的结构-功能关系，并利用荧光成像实现脑功能反应性的定量分析，为嗜神经性病原感染的致病机制研究提供了新思路。文章以 “Molecular Crystal Engineering of Organic Chromophores for NIR-II Fluorescence Quantification of Cerebrovascular Function” 为题发表在《ACS NANO》。

近红外II区荧光成像（NIR-II，1000-1700 nm）具有成像穿透深度深、空间分辨率高、信噪比高等优点，在生物成像领域被广泛关注，是近年来研究热点之一。然而，大多数分子设计策略依赖于理论计算结果，难以精确表征分子构型及分子间相互作用。

作者采用调控给/受体相互作用策略，包括给/受体距离和给/受体强度，逐步将染料分子的发射峰调控至1400 nm。作为概念验证，作者首先选用二噻吩并苯并吩嗪（TBP）为平面型强吸电子受体，与强电子给体三苯胺 (TPA) 相结合，所得 TBP-b-TPA 仅在 688 nm 处显示最大发射。通过缩短 D-A 距离（去除 TPA 中的苯基单元），得到的带有二苯胺 (DPA) 单元的 TBP-b-DPA 的发射峰红移至 748 nm。值得注意的是，强电子供体二芴胺（DFA）被接枝到 TBP 单元上，以进一步增强 D-A 相互作用。所得 TBP-b-DFA 荧光团在 888 nm 处显示发射峰，尾部延伸至 1400 nm，有利于 NIR-II 生物成像。

作者将高亮度TBP-b-DFA材料组装成纳米粒子，实现了脑血管功能，包括不同条件下的脑血流量和脑血管反应性的显微成像。在低氧环境下，血管会经历短暂的收缩然后恢复到初始水平，同时，低氧环境下的血流速度也可以被准确的监测，为脑血管相关疾病的研究提供了有力的支持。该工作荧光分子构效关系的阐明为设计 NIR-II 荧光团提供了基础，此外，高亮度NIR-II荧光探针也为脑血管功能研究提供了新工具。

李媛媛、樊潇霄和李忆润并列第一作者，该研究得到了国家自然科学基金等项目的支持。

全文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.1c11424

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