【識港網訊】光學探針已和超聲波、核磁共振一樣，為疾病的預防、治療、診斷提供了重要工具。近日，中科院深圳先進院張鵬飛副研究員告訴記者，其團隊將高性能发光材料用於光學探針研发，打造出一種自帶“GPS”的探針，並將其用於智能傳感、功能成像、生物檢測、免疫治療等。

會发光的分子材料

光學探針，即以生物发光或熒光技術對生物體進行標記，根據探針的发光強度作為檢測信號，對生物細胞或基因表達等進行可視化成像，從而用於藥物研发、指導手術等。

張鵬飛說，自己與光學探針的淵源是從一類會发光的分子材料開始的。

2001年，香港科技大學的唐本忠院士團隊首次注意到一類有機分子在溶液中不发光，在溶液揮发後變成幹點時卻可以发光。他將這種新現象定義為“聚集誘導发光”（AIE）。

目前AIE材料廣泛應用於造影劑，即用其標記藥物或者生物體，就像給它們安裝了“GPS”，能實時監測到觀察目標的具體位置。張鵬飛認為，這一應用僅能實現成像與定位，遠沒有发揮其巨大潛力。

“傳統的造影劑打入血管中，能回答血管的大小，卻無法區分血管中含氧量的多少，”張鵬飛表示，“構建AIE分子探針，用於智能感知和環境響應，才能真正探索疾病機制甚至生命奧秘。”

此後，張鵬飛與唐本忠院士團隊合作，嘗試利用AIE发光材料研发能對生物活性分子具有智能響應能力的探針，通過熒光信號的方式，觀察小鼠體內一氧化碳是否升高或降低。結果表明，熒光信號在遇到一氧化碳含量變化時，信號顏色不同。

張鵬飛表示，通過改變分子的排列方式和組合方式，就可以對光學探針的性能進行調控（如发射波長與熒光壽命）。同時，針對特定功能進行光學探針的定制化研发，可以為現有光學探針的臨床轉化提供捷徑。

研发不同功能的光學探針

此後，張鵬飛團隊嘗試基於AIE材料，研发不同功能的光學探針。

比如體內快速檢測探針。到目前為止，團隊已研发出多種近紅外光學探針，用於生物大分子藥物/載體、病毒、細胞等的示蹤。最近，他們又開发出近紅外二區AIE光學探針，用於仿生納米機器人系統的示蹤與定位，可以對其在體內跨越血腦屏障與腦膠質治療的過程進行實時監測與定位，給納米機器人裝上了“GPS”。

此外，團隊发力體外快速檢測。2018年，張鵬飛與唐本忠團隊合作，基於AIE光學探針研发出AIE轉基因現場檢測試劑盒及配套儀器，實現了轉基因食品的快速可視化檢測。“我們要做的，就是要與時間賽跑，”張鵬飛說，“對於農產品檢測，特別是進出口食品，檢測時間越長，變質的可能性就越大。”

未來，除了在智能成像、生物示蹤之外，張鵬飛團隊還將進一步研发多功能光學探針。

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