持续发光是指在停止光照或者经过化学反应后持续释放光子的独特现象，主要包括余辉发光和化学发光两种形式。由于持续发光过程无实时激发，有效降低了组织自发荧光的干扰，因此其信噪比（SBR）和特异性远远高于传统的荧光成像模式，所以持续发光在光学诊断方面有着巨大应用前景。然而持续发光材料在临床转化应用方面仍然面临巨大挑战，如生物安全问题、改性困难、不稳定、短波长发射等。因此开发新型持续发光材料一直是相关领域学者们重点研究的热门领域。

  近期，南开大学丁丹教授团队在Angewandte Chemie International Edition上发表了题为“Activatable Persistent Luminescence from Porphyrin Derivatives and Supramolecular Probes with Imaging-Modality Transformable Characteristics for Improved Biological Applications”的论文。本论文首次报道了卟啉类衍生物的持续发光现象（长余辉发光以及ONOO-诱导的化学发光）及其发光机制。此外，采用焦脱镁叶绿酸A（Ppa）与肿瘤靶向性自组装多肽共价偶联，成功实现了肿瘤特异性成像和肿瘤免疫原性死亡（ICD）药物的筛选。

  如图1所示，以Ppa为代表的六种卟啉衍生物，分别通过激光照射和ONOO-激发，均可以观察到不同亮度的持续发光现象；除HMME外，其余几种衍生物的最大发射（750 nm左右）能够达到近红外区域，并持续发射60分钟左右；发光机理研究表明，C=C双键氧化形成不稳定的高能二氧杂环丁烷中间体并降解是实现持续发光的关键反应。 

图1. 卟啉衍生物的持续发光性质和机制探索

  Ppa已经被广泛应用于光声成像方面。将光声能够深层成像和持续发光高灵敏度成像的特点相结合，Ppa可作为一种具有双模态成像能力的光学诊断试剂应用于肿瘤的诊断。如图2所示，通过将Ppa与肿瘤靶向性自组装多肽共价偶联，并组装形成具有β-sheet结构的超分子纳米组装体Ppa-FFGYSAYPDSVPMMS（简称Ppa-FFGYSA），该组装体对高表达EphA2蛋白的肿瘤细胞具有高效的靶向能力，在两种不同的肿瘤小鼠模型（原位乳腺癌和腹膜癌小鼠模型）中均实现了持续发光成像引导的肿瘤切除。

图2. Ppa多肽组装体的构建和肿瘤光声成像及持续发光成像引导的肿瘤切除

  如图3所示，当体内肿瘤经历免疫原性死亡（ICD）时，会伴随大量中性粒细胞的浸润，同时中性粒细胞释放RONS（尤其是ONOO-），因此，ONOO- 激活的Ppa-FFGYSA的持续发光可快速、实时评估肿瘤中浸润的中性粒细胞水平，从而实现ICD药物的快速和精确筛选，与传统的动物层面的ICD药物筛选方法（包括组织病理学和免疫荧光分析）相比，后者通常需要花费数天时间，而Ppa-FFGYSA的ONOO- 激活的持续发光只需要~8小时就能达到同样的效果，从而大大加快了药物评估的进程。

图3. Ppa用于肿瘤ICD药物筛选

  作者从研究中发现，在生命体系中聚集状态下，卟啉衍生物的持续发光仍然受聚集导致猝灭（ACQ）性质的影响，作者在今后的工作中将重点赋予其聚集诱导发光（AIE）性质,以改善其聚集发光，从而进一步提高生物医学应用的灵敏度和信噪比。文章的第一作者是南开大学的博士研究生段星晨和博士后张国强，通讯作者为丁丹教授。该研究主要由国家自然科学基金面上项目（51873092，第一标注）资助完成。

  原文信息：

  Activatable Persistent Luminescence from Porphyrin Derivatives and Supramolecular Probes with Imaging-Modality Transformable Characteristics for Improved Biological Applications

  Angewandte Chemie International Edition 

  DOI: 10.1002/anie.202116174

  https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202116174