唐本忠院士团队：聚集诱导发光（AIE）材料在生命科学领域的创新突破与实践成果

当材料科学与生命科学碰撞，会擦出怎样的火花？

唐本忠院士团队全新力作《AIE生物成像图谱及技术手册》正式面世！

首部聚焦“聚集诱导发光（AIE）”技术的跨学科工具书，以500+高清图谱、三大知识模块，揭秘前沿光学材料如何重塑生物医学成像的未来！

AIE生物成像图谱及技术手册

唐本忠, 胡蓉主编

北京 : 科学出版社, 2025. 3

ISBN 978-7-03-081455-5

责任编辑：程晓红

知识体系：

三大模块构建专业架构

本书精心构建了一套全面且系统的知识体系，涵盖基础理论、图谱展示和常见问题解答三大模块。

基础理论部分深入阐释了 AIE 材料独特的发光机制，展现AIE材料卓越的光学特性及应用优势。同时，对荧光成像技术在生物领域广泛应用场景的介绍，也为后续深入理解 AIE 材料的应用奠定了坚实基础。

图谱部分堪称全书的精华所在，超过 500 幅技术原理及高清显微图像一一铺陈开来，详细展示了 AIE 材料在不同层次生物成像中的实例。从微观的生物大分子、细胞器，到细胞层面，再到宏观的活体成像，每一幅图像都仿佛在诉说着 AIE 材料的独到魅力。成像图例贴心地提供了对应的 AIE 分子结构及详细的成像参数，为读者提供了全面且精准的技术参考。

常见问题部分则是初入荧光成像领域的基础及相关科研工作者的福音。针对荧光成像中常见的棘手问题，本书给出了深入的原因分析及切实可行的解决方案，助力新手们快速跨越障碍，顺利掌握相关知识与技能。

应用价值：

多领域的得力助手

作为材料科学与生物医学深度交叉的研究成果，本书具有极高的参考价值。既可为培养未来的科研人才提供了专业且系统的知识源泉；亦可助力企业将前沿科研成果快速转化为实际生产力。而对于广大生物、医学工作者来说，本书更是一本随时可查阅的实用工具书，无论是在日常研究中遇到技术难题，还是在探索新的研究方向时需要灵感，它都能给予有力支持。

《AIE生物成像图谱及技术手册》

的出版，无疑为生物成像领域注入了新的活力。它不仅是对当下 AIE 技术应用的全面总结，更是开启未来生物成像研究新征程的钥匙。无论你是科研人员、高校师生，还是对生物医学领域感兴趣的爱好者，都不容错过这本具有深远意义的佳作。

生物大分子标记

生物大分子是生物体内具有特定组成、序列和构象的一类生物有机分子，由许多有机小分子通过共价键连接而成的大分子量体系，是构成生命的基础物质，其生物活性使其在生物新陈代谢及生命活动中发挥了关键作用。基于荧光的成像技术能够让看不见的生物过程变得可视化。其中AIE因其优异的光物理性能，在生物大分子的标记中备受青睐。基于AIE标记生物大分子在监测生物过程和动态机制、疾病诊疗、作用机制研究等方面具有重要的研究意义。

▲ AIE 探针标记凝胶电泳法分离的蛋白

亚细胞成像

在微观世界的精妙织锦中，亚细胞不仅是细胞内部的独特构造，更是维持细胞生存、功能执行与代谢平衡的核心要素。细胞器研究的逐步深入揭示了众多疾病与细胞器异常之间的紧密联系，对细胞器结构和功能的研究具有显著的临床意义，为研究人员提供关于细胞内部结构与功能的深刻见解，进而促进疾病的精准诊断、治疗和监测。AIE材料由于其优异的光学特性在高灵敏标记和成像细胞器、揭示其分布和功能等应用中展现出独特魅力。

▲ AIE-Mito-NIR 在LO2 细胞中的成像效果图

微生物成像

微生物无处不在，既是人体共生体，参与人体健康的运转，也是造成各种感染类疾病的元凶。利用荧光成像的优势，对细菌的实时成像检测与追踪对指导高效、精确的细菌感染诊断及治疗十分重要。基于不同细菌细胞结构及代谢差异，结合AIE材料独特的光物理性能， AIE材料已广泛应用于微生物检测的不同方面，如革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌与真菌的特异性检测、活菌和死菌的鉴别、细胞内细菌检测以及病原微生物诊疗一体化等，为微生物感染等相关研究及疾病诊疗提供强有力的工具。

▲ 金黄色葡萄球菌，细胞表面成像

活体成像

各类AIE探针的特异性成像最终的落点还是在人体的健康检测和疾病诊疗上，为满足实际应用中深处组织高清成像的需求，发展了多光子成像、近红外成像等成像手段用于活体组织高灵敏成像。针对不同应用场景，已经开发出了众多近红外发射AIE分子，在评估血液循环、炎症性肠病或者各类肿瘤的近红外成像和追踪中都有着广泛的应用，让 AIE 材料在深层组织成像中大放异彩，深入探索生物体内的奥秘。

▲ Balb/c 小鼠后肢，血管宏观成像

▲ 蟹猴手臂，血管宏观成像图（左图）

蟹猴手部，血管宏观成像（右图）

作为材料科学与生物医学的交叉研究成果，本书既可作为高校“生物医学工程”专业研究生教材，也可为相关生物技术企业研发部门提供技术转化指南，同时也能成为生物、医学等工作者的工具书。

本文摘编自《AIE生物成像图谱及技术手册》（唐本忠, 胡蓉主编. 北京 : 科学出版社, 2025. 3）一书，标题为编者缩减。

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（本文编辑：刘四旦）