聚集诱导发光研究：通往聚集体科学的铺路石 | NSR专题

原创《国家科学评论》中国科学杂志社

□ 赵征、唐本忠

权威《韦氏词典》将分子定义为“保留物质所有属性的最小粒子”，这一定义为分子科学研究奠定了认识论的基础。分子科学本质上属于还原论哲学范畴。与还原论相对应的是整体论。整体论认为整体（如物质）包含着无法通过分析其部分（如分子）而发现或理解的特性。聚集诱导发光（aggregation-induced emission, AIE）是这种整体论哲学的典型范例。单个AIE发光体（AIEgen）分子不发光，但其聚集体受激时却可高效发光。AIE研究开辟了一条通往更高结构层次和更复杂系统的聚集体科学之路。

AIE研究在过去二十年间蓬勃发展，取得了一系列重要突破。《国家科学评论》（National Science Review, NSR）“聚集诱导发光”专题收录了近些年来AIE研究领域所取得的一些重要进展 ▼

Special Topic: Aggregation-Induced Emission

Guest Editors: Zheng Zhao and Ben Zhong Tang

GUEST EDITORIAL

AIE study: a stepping stone to aggregate science

Zheng Zhao and Ben Zhong Tang

Natl Sci Rev 2021; 8: nwab079

https://doi.org/10.1093/nsr/nwab079

Peter J. Stang和颜徐州等人系统总结了利用配位作用构筑发光有机金属笼的方法，并着重对具有AIE特性的发光金属笼的光物理性质和影响其发光行为的内外部因素以及潜在应用进行了分析与探讨 [nwab045]。

会发光的有机金属笼

Light-emitting self-assembled metallacages

Jun Zhao, Zhixuan Zhou, Guangfeng Li, Peter J. Stang and Xuzhou Yan

Natl Sci Rev 2021; 8: nwab045

https://doi.org/10.1093/nsr/nwab045

具有聚集诱导发光（AIE）效应的发光金属笼 [nwab045]

田中一生（Kazuo Tanaka）团队合成了含13族元素的AIEgen配合物并将其作为先进光响应材料加以利用 [nwab049]。

Molecular design and application of luminescent materials composed of group 13 elements with an aggregation-induced emission property

Shunichiro Ito, Masayuki Gon, Kazuo Tanaka and Yoshiki Chujo

Natl Sci Rev 2021; 8: nwab049

https://doi.org/10.1093/nsr/nwab049

含13组元素的AIE基元结构 [nwab049]

梁兴杰等人利用AIE活性纳米脂质体研究了细胞的转运机制 [nwab068]。

在血清中戴上“蛋白冠”，脂质体的跨膜方式由膜融合变为内吞

Transportation of AIE-visualized nanoliposomes is dominated by the protein corona

Yi-Feng Wang, Chunqiu Zhang, Keni Yang, Yufei Wang, Shaobo Shan, Yan Yan, Kenneth A. Dawson, Chen Wang and Xing-Jie Liang

Natl Sci Rev 2021; 8: nwab068

https://doi.org/10.1093/nsr/nwab068

用AIE分子可视化追踪阳离子纳米脂质体的转运机制 [nwab068]

王琪和朱为宏等人报道了两亲性AIE基元的结构设计策略。这类AIEgen可以克服传统AIEgen在传感方面的不足，如水介质中由于聚集产生的始终开启状态的荧光信号，以及在亲脂性细胞器中的非特异性聚集信号 [nwaa198]。

AIE内质网荧光探针：水脂双亲，告别高背景、假阳性

Trapping endoplasmic reticulum with amphiphilic AIE-active sensor via specific interaction of ATP-sensitive potassium (KATP)

Zhirong Zhu, Qi Wang, Hongze Liao, Ming Liu, Zhenxing Liu, Youheng Zhang and Wei-Hong Zhu

Natl Sci Rev 2021; 8: nwaa198

https://doi.org/10.1093/nsr/nwaa198

两亲性AIEgen原位实现内质网的高保真成像 [nwaa198]

由夏帆，王世宣和洪煜柠统领的国际合作团队制备了模拟红细胞的AIEgen纳米粒子，并将其作为光动力治疗和免疫治疗试剂用于抗肿瘤治疗 [nwab039]。

【肿瘤疗法】AIE光敏剂+免疫佐剂=光动力-免疫高效协同治疗

Red blood cell membrane-camouflaged nanoparticles loaded with AIEgen and Poly(I : C) for enhanced tumoral photodynamic-immunotherapy

Jun Dai, Meng Wu, Quan Wang, Siyang Ding, Xiaoqi Dong, Liru Xue, Qingqing Zhu, Jian Zhou, Fan Xia, Shixuan Wang and Yuning Hong

Natl Sci Rev 2021; 8: nwab039

https://doi.org/10.1093/nsr/nwab039

模拟红细胞的AIEgen纳米粒子的制备及其抗肿瘤机制 [nwab039]

杨英威等人介绍了一种巧妙的超分子策略，用于开发具有可调谐发射和刺激响应特性的杂化发光材料 [nwaa281]。

双配体发光材料PHM：荧光增强，并可响应刺激而变色

A stimuli-responsive pillar[5]arene-based hybrid material with enhanced tunable multicolor luminescence and ion-sensing ability

Xin-Yue Lou, Nan Song and Ying-Wei Yang

Natl Sci Rev 2021; 8: nwaa281

https://doi.org/10.1093/nsr/nwaa281

杯芳烃杂化材料的合成，发光机制以及刺激响应性示意图 [nwaa281]

娄筱叮等人开发了一种基于AIEgen的高灵敏度端粒酶生物传感器，用于示踪不同细胞周期阶段端粒酶活性及其逆转录酶催化成分mRNA的细胞表达 [nwaa306]。

新方法揭示：细胞周期中，肿瘤标志物端粒酶表达与活性的动态变化

Aggregation-induced emission luminogens reveal cell cycle-dependent telomerase activity in cancer cells

Xia Wu, Jun Wu, Jun Dai, Biao Chen, Zhe Chen, Shixuan Wang, Feng Wu, Xiaoding Lou and Fan Xia

Natl Sci Rev 2021; 8: nwaa306

https://doi.org/10.1093/nsr/nwaa306

AIEgen用于不同细胞周期阶段端粒酶活性及其逆转录酶催化成分mRNA的定量分析[nwaa306]

唐本忠等人从量子力学层次讨论了分子内运动受限（restriction of intramolecular motion, RIM）过程的机理 [nwaa260]。

聚集诱导发光机理：从量子化学角度理解“分子内运动受限” | NSR

Mechanistic connotations of restriction of intramolecular motions (RIM)

Yujie Tu, Zheng Zhao, Jacky W.Y. Lam and Ben Zhong Tang

Natl Sci Rev 2021; 8: nwaa260

https://doi.org/10.1093/nsr/nwaa260

不同非辐射跃迁途径的多种模型深化了RIM机理的内涵 [nwaa260]

张鑫团队描绘了AIEgen在蛋白质聚集监测方面的应用潜力 [nwab013]。

When aggregation-induced emission meets protein aggregates

Sicheng Tang, Songtao Ye and Xin Zhang

Natl Sci Rev 2021; 8: nwab013

https://doi.org/10.1093/nsr/nwab013

AIEgen用于蛋白质聚集检测 [nwab013]

武文博和刘斌在观点文章中指出了AIE研究领域所面临的一些挑战，并对潜在解决方案进行了展望 [nwaa222]。

聚集诱导发光的挑战与机遇 | NSR观点

Aggregation-induced emission: challenges and opportunities

Wenbo Wu and Bin Liu

Natl Sci Rev 2021; 8: nwaa222

https://doi.org/10.1093/nsr/nwaa222

AIE现象及其相关应用 [nwaa222]

谢建平及其合作者总结了具有AIE活性的金属纳米团簇的研究进展 [nwaa208]。

再讲一个爱情的故事，当金属团簇遇上AIE

Aggregation-induced emission in luminescent metal nanoclusters

Zhennan Wu, Qiaofeng Yao, Shuang-quan Zang and Jianping Xie

Natl Sci Rev 2021; 8: nwaa208

https://doi.org/10.1093/nsr/nwaa208

有机层保护的金属纳米粒子和金属纳米簇的结构示意图 [nwaa208]

李振等人在观点文章中介绍了新兴的聚集体化学 [nwaa199]。

了解“聚集诱导发光”（AIE）和“聚集态化学”，可以从这篇NSR文章开始

Development of aggregated state chemistry accelerated by aggregation-induced emission

Yujun Xie and Zhen Li

Natl Sci Rev 2021; 8: nwaa199

https://doi.org/10.1093/nsr/nwaa199

AIE基元及其应用，特别是它们独特的室温磷光（RTP）和力致发光（ML）现象 [nwaa199]

赵征和唐本忠对Peter J. Stang和赵万祥等人开发的立体选择性简便合成四芳基乙烯类AIEgen的策略进行了亮点介绍与评述 [nwab015]。

A divergent and stereoselective synthetic strategy for tetraarylethylene-based AIEgens

Zheng Zhao and Ben Zhong Tang

Natl Sci Rev 2021; 8: nwab015

https://doi.org/10.1093/nsr/nwab015

四芳基乙烯及其相关衍生物的简单高效合成 [nwab015]

在Philip Ball撰写的访谈中，唐本忠谈到了AIE研究领域的起源和发展前景[nwaa266]。

More is different: how aggregation turns on the light

Philip Ball

Natl Sci Rev 2021; 8: nwaa266

https://doi.org/10.1093/nsr/nwaa266

唐本忠院士 [nwaa266]

从本专题发表的工作可以看到，聚集体的性质不能通过其单分子组分的行为来简单推导和理解。在聚集态，聚集体可表现出与其分子完全不同的新性能。不同于单分子，当相同或不同的分子聚集在一起的时候，各种各样的相互作用会参与其中并影响所得聚集体的行为和性质。聚集体科学是一门研究聚集体相互作用和复杂过程的新学科，AIE就是进入这一新兴领域的一块铺路石。由于任何多于一个分子的实体（entity）从本质上来说都是聚集体，因此聚集体科学所覆盖的范围巨大且潜力无限。

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