近红外二区（NIR-II，1000-1700 nm）荧光成像技术因具有高穿透深度和低背景荧光等优点，在生物医学领域具有广泛的应用前景。然而，目前报道的NIR-II造影剂的荧光效率普遍较低，严重限制了NIR-II荧光成像技术的发展。因此，如何提高NIR-II造影剂的荧光效率一直是分子影像领域的研究热点和难点。从本质上看，造影剂的光学性质与其激发态动力学行为密切相关。通过研究造影剂的激发态动力学行为，提出新概念、新机理，是提高NIR-II造影剂荧光效率的有效途径，但目前基于NIR-II造影剂的激发态动力学行为研究还鲜有报道。
最近，南京邮电大学范曲立教授/孙鹏飞副教授、西北工业大学胡文博教授从激发态动力学角度揭示了非辐射振动弛豫在NIR-II荧光猝灭中的关键作用，继而通过调控振动弛豫动力学行为来增强NIR-II荧光效率，实现了高效NIR-II活体荧光成像。该工作通过调节弱电子给体基团DDB在共轭体系中的掺杂比例，制备了三种共轭聚合物材料OSP21、OSP11和OSP12。超快光谱结果表明DDB的掺杂可以有效抑制振动弛豫动力学行为，显著提升NIR-II荧光效率。活体实验研究表明OSP12纳米粒子可以在小鼠体内实现高清晰度的血管、淋巴管和肿瘤的NIR-II荧光成像，其中在注射10分钟以后小鼠脑部血管的信噪比高达10，淋巴管的信噪比高达20。此外，OSP12纳米粒子同样表现出良好的光热效率，可实现高效光热治疗。该工作初步阐明了“分子结构-振动弛豫-NIR-II荧光”的构效关系，为高性能NIR-II荧光造影剂的设计开发提供了新思路。
该论文的第一作者为南京邮电大学材料科学与工程学院的青年教师尹超博士，南京邮电大学范曲立教授/孙鹏飞副教授、西北工业大学胡文博教授为论文的通讯作者。
论文信息：
[Remarkable Suppression of Vibrational Relaxation in Organic Semiconducting Polymers by Introducing a Weak Electron Donor for Improved NIR-II Phototheranostics]
[Chao Yin, Hua Zhang, Bo Sun, Shangyu Chen, Xinyue Jiang, Xiaofei Miao, Pengfei Sun,* Wenbo Hu,* Quli Fan,* and Wei Huang]
[Advanced Functional Materials]
[10.1002/adfm.202106575]
原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202106575
撰稿：孙鹏飞 编辑：沈晶晶 审核：陈润锋