近红外二区成像组织穿透深，时空分辨率高，对于成像引导疾病的诊断和治疗具有重要意义。该领域发展的瓶颈化学问题是近红外分子探针发光强度低。张俊龙课题组致力于发光稀土配合物的设计和合成，利用稀土f-f特征跃迁的特点，将近红外二区探针的研究范围从金属纳米材料、共轭聚合物、有机小分子拓展到金属配合物。其中，该课题组在2017年报道的镱卟啉配合物量子产率高达25%(氘代溶剂中为67%）。迄今为止，其近红外区域发光强度（消光系数×量子产率）为文献报道最高（Chem. Sci., 2017, 8, 2702-2709）。该类配合物还表现出发光寿命长、抗光漂白、生物相容性可调等优点（Chem. Sci., 2018, 9, 3742-3753）。

 为了突出稀土在近红外探针设计中的独特性，该课题组利用稀土发光寿命长的特点，设计寿命（τ）探针，避免激光强度、背景荧光、组织形貌、检测器狭缝等因素影响，实现在活体水平的分子事件定量可视化。pH值是维持生命正常活动的重要生理指标。发展活体水平上实时检测pH的技术对相关疾病诊断和治疗具有重要作用。该课题组设计pH敏感的镱卟啉化合物，在卟啉外围引入羧基基团。在羧基的质子化和去质子化情况下，调节配体三线态到稀土激发态的能量传递过程，实现在不同pH下近红外发光强度的“开”和“关”，同时将发光寿命与pH值变化关联。他们与复旦大学李富友/冯玮课题组合作，将稀土τ探针应用于胃部原位pH的定量检测。通过时间分辨荧光寿命成像，在灌胃实验中分别考察了正常情况、禁食条件和胃药喂食过程中胃部pH值的变化，展示该探针可以动态监测胃部pH的能力。相关工作发表在Chem. Sci.（Chem. Sci. 2019, DOI: 10.1039/C9SC00220K）。2014级博士生宁莹莹为论文第一作者。该研究得到了澳门新甫京娱乐娱城平台、北京分子科学国家研究中心和NSFC的资助。

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