澳大聯合開發近紅外二區螢光定量技術　助力醫學成像發展

澳門大學健康科學學院研究助理教授徐昌活聯合香港科技大學化學系研究副教授林榮業、香港中文大學（深圳）理工學院院長唐本忠開發了一種新型有機熒光團TPE-BBT，為NIR-II窗口的光致發光量子產率（PLQY）測量提供了可靠的標準，推動了該領域研究的準確性和一致性，為生物醫學成像、腫瘤診斷等前沿應用提供了新型工具。相關研究成果已發表在知名期刊《Small》上。

NIR-II材料在深層組織生物成像、有機發光二極管、通信技術等領域有著廣泛應用。決定相關材料性能的關鍵因素之一是PLQY，即發射光子與吸收光子的比率。傳統的積分球技術在測量絕對PLQY時面臨挑戰，主要由於大多數NIR-II材料的PLQY值較低（通常低於1%），導致信噪比低和測量誤差大，影響了熒光分子的性能評估和應用。目前最常用的方法是基於IR-26等參考標準的相對測量法，即使待測樣品的PLQY低於1%，也能使用相對法進行精確測量。然而，IR-26的PLQY數值在不同報道中很不一致，範圍從0.05%到0.50%，導致由相對法得出的結果不可靠。

為解決相關問題，研究團隊引入了TPE-BBT—一種具有聚集誘導發光（AIE）特性的有機熒光團，能夠在低極性溶劑中表現出高PLQY。TPE-BBT具有典型的供體—受體電子結構，其分子結構由苯並雙噻二唑受體和四苯基乙烯供體組成，能夠在NIR-II窗口內產生強熒光發射，且發射特性會受到環境極性的顯著影響。因此，TPE-BBT的PLQY高度依賴於溶劑極性，其在甲苯溶液中的PLQY超過6%，這是目前報道的NIR-II有機小分子染料中的最高值之一。在四氫呋喃中，TPE-BBT的PLQY為3.94%，可以被用作相對NIR-II PLQY測量的標準。

研究團隊以TPE-BBT為參考標準，重新校準了兩種廣泛使用的NIR-II標準材料—IR-26和IR-1061的PLQY值。結果顯示，IR-26在1,2-二氯乙烷中的PLQY為0.0284%，而IR-1061在二氯甲烷中的PLQY為0.182%。校準後的數值使得相對PLQY測量更加準確，由校準後的NIR-II標準材料PLQY數值得出的樣品測量結果與其絕對PLQY測量值高度吻合。這一突破為未來的NIR-II PLQY測量確立了更一致的參考標準，減少了絕對法和相對法得出的PLQY值之間的差異，使得不同研究結果之間的比較更加可靠。通過提供更準確和標準化的PLQY測量方法，該團隊的研究有望加速NIR-II材料在生物成像和光電子等領域的發展。

徐昌活、林榮業和唐本忠為該研究的共同通訊作者，香港科技大學化學系博士沈翰辰和博士研究生朱昕燕為共同第一作者，香港科技大學博士後研究員張鑒予也為研究作出貢獻。該研究得到了澳門特別行政區科學技術發展基金的支持（檔案編號：0049/2023/ITP2）。全文請瀏覽：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202411866。