內容提要 單分子定位顯微成像（SMLM）通常需要高達kW/cm2的激光照射植袍，以獲取足夠多的光子用于精確定位惧眠。然而，高強度的可見光會對細胞造成嚴重的毒性于个，限制其在活細胞中的應用锉试。針對這一挑戰(zhàn)，該研究開發(fā)了一類新型近紅外（NIR）自發(fā)閃爍的熒光染料（SMI-NIRs）览濒。這些染料由羅丹明螺內酰胺和半花菁衍生物組成，前者通過pH依賴的螺環(huán)化反應在熒光態(tài)與暗態(tài)之間轉換拖云，后者將激發(fā)波長移至紅外區(qū)域贷笛。單分子實驗表明，這些NIR染料在3.93 kW/cm2的功率密度下宙项，展現出低至0.18%的占空比和高達26,700光子/秒的發(fā)射率乏苦。光毒性評估表明，721 nm的NIR照明顯著降低對活細胞的損傷。該研究將SMI-NIRs應用于活細胞成像汇荐，成功實現了線粒體動態(tài)變化的超分辨成像洞就，空間分辨率為69.4 nm（傅里葉環(huán)相關分析，FRC）掀淘。此外旬蟋，通過SNAP-tag技術對活細胞中的內質網實現特異性標記，超分辨重構出的內質網小管的半高全寬為119 nm革娄。

內容提要 共軛寡電解質(COEs)包括一類具有可調光學性質和脂質雙分子層親和力的熒光報告分子倾贰。這些分子已被證明在一系列生物成像應用中是有效的;然而，它們在表征特定亞細胞結構方面的應用仍然受到限制拦惋。這樣的功能將擴展COE應用程序匆浙，以了解細胞功能障礙、細胞通信和不同藥物代理的目標厕妖。我們公開了一種新的COE衍生物首尼，COE-CN，它可以可視化線粒體言秸，包括形態(tài)變化和溶酶體在去極化劑處理后的融合软能。COE-CN的特點是存在咪唑增溶基團和具有分子內電荷轉移特性的光活性氰乙烯基連接的二苯基苯核。相對較短的COE-CN分子長度導致脂質雙層膜內的結合較弱井仰，這使得可以對內部細胞結構進行采樣埋嵌，并最終相對于細長的COE進行不同的定位。作為一種實際證明手段俱恶，COE-CN可以通過流式細胞術診斷線粒體受損的細胞雹嗦。再加上在去極化時不易位的細長COE，比例熒光強度的變化可用于監(jiān)測線粒體膜電位破壞合是，證明其在診斷分析中的應用潛力了罪。

內容提要 吸收波段位于第二近紅外(NIR-II, 1000-1700nm)窗口的小型有機光熱試劑(PTAs)是有效對抗深部腫瘤的理想選擇。然而聪全，很少報道的NIR-II吸收PTA仍然存在摩爾消光系數低泊藕，化學穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性不足以及在治療過程中所需的高光功率密度的問題。我們開發(fā)了一系列二氟化硼二聚體受體集成的小有機PTA难礼。π共軛氮雜環(huán)二聚體骨架上的B-N配位鍵使其具有較強的吸電子能力娃圆，有利于形成具有NIR-II吸收的強有力的供體-受體-供體(D-A-D)結構PTA。PTAs即OTTBF具有較高的MEC蛾茉、超高的化學和光穩(wěn)定性讼呢。在1064 nm光密度低至0.7 W cm-2的照射下，OTTBF NPs包被成水分散的納米顆粒谦炬，可以獲得顯著的光熱轉換效果悦屏，這是目前已知的用于PTT工藝的最低NIR-II光功率节沦。此外，OTTBF NPs已成功應用于1064nm激光下的體內和體外深部腫瘤治療础爬。該研究為未來探索用于生物醫(yī)學應用的多功能D-A-D結構NIR-II吸收有機PTA提供了見解甫贯。

內容提要 由于報告基因相關可見/NIR-I生物發(fā)光成像的廣泛應用，可見/NIR-I/NIR-II多路熒光成像在生物醫(yī)學研究中具有良好的潛力看蚜。然而叫搁，由于缺乏合適的熒光團，在這些區(qū)域的體內多路成像應用很少被報道失乾。本文合成了9種具有不同吸附和發(fā)射波長的方酸染料常熙。其中水溶性的SQ 710?5k和SQ 905在吸收上存在顯著差異，從而可以識別腫瘤和淋巴結碱茁。然后裸卫，通過與報告基因相關的生物發(fā)光熒光粉協(xié)調，首次實現了可見光/NIR-I/II的六通道多路熒光成像纽竣。SQ 710?5k在NIR-II中表現出更高質量的血管和腫瘤成像墓贿。H聚集體SQ 905在光熱治療中表現出較高的光熱轉換效率。本研究提出了一種制備小分子染料的方法蜓氨，該染料與報告基因相關的生物發(fā)光熒光粉協(xié)調聋袋，用于六色熒光成像。

內容提要 活性氧(Reactive oxygen species, ROS)已成為治療腫瘤的有效工具穴吹。光動力療法(PDT)和化學動力療法(CDT)的結合利用了多種活性氧幽勒，提高了治療效果。然而港令，CDT的活化通常發(fā)生在PDT之前啥容，這阻礙了羥基自由基(·OH)的持續(xù)維持，降低了治療效率顷霹。在此咪惠，我們提出了一種基于分子聚集調節(jié)的光觸發(fā)納米系統(tǒng)，用于將癌癥治療從PDT/光熱治療(PTT)轉化為持久的CDT淋淀。有序j聚集增強了菁氨酸部分的光動力學性質遥昧，同時抑制了銅-卟啉部分的化學動力學能力。在光照射下朵纷，Cu-PCy JNPs表現出強烈的光動力和光熱效應炭臭。同時，光觸發(fā)菁氨酸主鏈的快速降解袍辞，導致J聚集的破壞鞋仍。結果，一個長時間的CDT被依次激活革屠，并且觀察到持續(xù)產生·OH長達48小時，導致細胞氧化應激和凋亡。由于Cu-PCy JNPs具有良好的腫瘤蓄積性似芝，通過轉化治療在體內表現出有效的腫瘤消融那婉。本研究為有效延長ros腫瘤治療的化學動力學活性提供了新的途徑。

內容提要 第二近紅外(NIR-II, 1,000-1,700 nm)窗口的發(fā)光特別有利于深層組織成像和光學傳感器党瓮，因為它具有通過各種介質的固有高通透性详炬。具有最低未占據分子軌道(LUMO)能級的強電子受體是具有NIR-II發(fā)射特性的給體-受體(D-A) π共軛聚合物(CPs)的關鍵單元，但目前可用的分子骨架種類有限寞奸。本文報道了含有氟化硼融合偶氮苯配合物(BAz)的D-A CPs具有增強的電子接受特性呛谜。偶氮苯配體的氟化和硼的三氟甲基化結合可以有效地將LUMO的能級降低到-4.42 eV，遠低于傳統(tǒng)的強電子受體枪萄。合成的系列CPs在包括NIR- ii在內的較寬近紅外范圍內具有優(yōu)異的吸收/熒光性能隐岛。此外，由于BAz骨架固有的固態(tài)發(fā)射特性瓷翻，從薄膜(λFL= 1213 nm)和水中納米顆粒(λFL= 1036 nm聚凹，亮度高達29 cm -1M -1)中觀察到明顯的NIR-II熒光，表明我們的材料適用于開發(fā)下一代NIR-II發(fā)光材料齐帚。

內容提要 第二個近紅外窗口(NIR-II, 1000 - 3000 nm)由于改善了組織穿透性妒牙，為光療提供了一個有吸引力的平臺。然而对妄，為這一范圍開發(fā)有效的光療劑提出了重大挑戰(zhàn)湘今。在此，我們報道了一種基于融合環(huán)受體結構的NIR-II有機治療劑CNTIC-4F剪菱，它具有超過1200 nm的有效吸收和高達1800 nm的熒光發(fā)射摩瞎。鄰芳π橋thieno[3,4b]pyrazine (TP)的摻入增強了CNTIC4F的quinoidal特性，減小了光學帶隙琅豆，增強了分子間相互作用愉豺。CNTIC-4F納米顆粒對小鼠血管的體內熒光成像在1064nm激發(fā)下顯示1500 nm以上的高對比度成像。此外茫因，CNTIC-4F納米顆粒在1064 nm激發(fā)下的光熱轉換效率高達82%蚪拦，可實現NIR-II成像引導下對小鼠4T1腫瘤的有效光熱治療。本研究說明了quinoidal結構在開發(fā)用于高對比度和深穿透NIR-II光療的高級有機試劑方面的潛力冻押。

內容提要 為了提高光療性能驰贷，迫切需要具有高活性氧(ROS)生成，良好的腫瘤靶向能力和持久的保留能力的藥物洛巢。然而括袒，對稱供體-受體(D-A)型藥物通常產生球形納米聚集體，導致良好的腫瘤靶向性稿茉，但保留率較低锹锰。桿狀納米聚集體可以延長其在腫瘤中的保留時間;然而芥炭，這仍然是一個挑戰(zhàn)。結合不同形態(tài)優(yōu)點的動態(tài)變化形狀的智能體很少被報道恃慧。因此园蝠，本文采用不對稱D-A型TIBT設計了具有智能形狀可調性的自組裝有機納米聚集體。TIBT在固體中的光致發(fā)光量子產率高達52.24%痢士。TIBT在相應的納米聚集體(TIBT-NCs)中也顯示出高ROS生成彪薛。TIBT-NCs中發(fā)生了從納米球到納米棒形狀變化的動態(tài)自組裝，有助于將ROS量子產率從0.55提高到0.72怠蹂。此外善延，在體外和體內都可以觀察到動態(tài)自組裝，賦予TIBT-NCs強大的腫瘤靶向性和長時間的保留城侧。最后易遣，在TIBT-NCs中實現了有效的光動力治療來抑制腫瘤生長，抑制率為90%赞庶。不對稱D-A型藥物可以在形成自組裝有機納米聚集體中發(fā)揮重要作用训挡，從而在長效癌癥治療中顯示出巨大的潛力。

內容提要 循環(huán)缺氧已被公認為廣泛的肝臟疾病的典型特征澜薄，其實時成像對于更好地了解其生物學功能是必要的。然而摊册，目前還缺乏有效的光學探針來檢測肝臟的可逆性缺氧肤京。在此，我們設計了一種近紅外熒光/光聲(NIRF/ PA)探針AzoCys-CF3茅特，該探針在正常缺氧循環(huán)中顯示出高度選擇性和可逆的NIRF和PA信號的開關忘分。AzoCys-CF3不僅監(jiān)測肝缺血再灌注過程中的急性缺氧狀態(tài)，還可追蹤非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)模型小鼠的慢性肝缺氧程度白修。AzoCysCF3抗氧化藥物篩選表明妒峦，肝保護藥物奧利司他可顯著減輕NAFLD小鼠肝臟缺氧。本研究為體內循環(huán)缺氧監(jiān)測提供了一種可靠的NIRF/ PA顯像劑兵睛，在肝臟疾病藥物篩選中具有潛在的應用前景肯骇。

內容提要 對于5年生存率低且缺乏有效治療方法的胰腺導管腺癌(PDAC)，下垂鐵調節(jié)是一種強有力的治療選擇祖很。然而笛丙，由于鐵下垂在促進和抑制胰腺腫瘤發(fā)生中的雙重作用，調節(jié)鐵下垂程度對于獲得PDAC的最佳治療效果非常重要假颇。由于谷胱甘肽(GSH)的合成途徑受到抑制胚鸯，生物硫醇被活性氧耗盡，導致生物硫醇水平急劇下降笨鸡，因此生物硫醇適合作為成像鐵下垂的生物標志物姜钳。此外坦冠，最近的一項研究報道，半胱氨酸(Cys)缺失可導致小鼠胰腺腫瘤鐵下垂哥桥，可能被用作PDAC的有效治療策略蓝牲。因此，可視化生物硫醇在PDAC鐵下垂中的作用泰讽，有助于調控鐵下垂程度，了解Cys耗竭誘導胰腺腫瘤鐵下垂的機制昔期，進一步促進PDAC的研究和治療已卸。本文報道了兩種生物硫醇激活的近紅外(NIR)熒光/光聲雙模態(tài)成像探針(HYD-BX和HYD-DX)用于胰腺腫瘤鐵下垂的成像。這兩種探針對溶液硼一、細胞和腫瘤中的生物硫醇具有優(yōu)異的雙模態(tài)響應性能累澡。隨后，它們被成功地用于實時可視化PDAC細胞和HepG2細胞中鐵下垂過程中生物硫醇濃度水平的變化般贼。最重要的是愧哟，它們已進一步應用于小鼠胰腺癌鐵下垂的雙模態(tài)成像，并取得了令人滿意的結果哼蛆。這兩種探針的開發(fā)為監(jiān)測鐵下