綠色熒光蛋白是近幾十年來(lái)生物醫(yī)學(xué)研究熱點(diǎn)，并在2008年獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。實(shí)際上，通過(guò)基因重組可以得到藍(lán)、綠、橙和紅等各種不同顏色的熒光蛋白，還可以得到具有光響應(yīng)或光開(kāi)關(guān)的熒光蛋白。與普通熒光蛋白比較，光響應(yīng)熒光蛋白表現(xiàn)出光致變色熒光或光致可逆熒光特征。所有這些蛋白可以成功的用于細(xì)胞內(nèi)的熒光示蹤，而光開(kāi)關(guān)熒光蛋白更在近年來(lái)研究熱點(diǎn)——超分辨熒光成像中發(fā)揮關(guān)鍵作用。目前在小分子超分辨可逆熒光成像方面，已有少量報(bào)道。然而通過(guò)基因重組得到的熒光和光響應(yīng)熒光蛋白與有機(jī)小分子同樣遭受光漂白的不幸命運(yùn)。為此合成新型可耐光漂白的熒光探針變得非常迫切。

      武漢光電國(guó)家實(shí)驗(yàn)室有機(jī)光電子團(tuán)隊(duì)的朱明強(qiáng)教授課題組開(kāi)發(fā)出的可逆熒光聚合物納米顆?？梢院芎玫貪M足目前超分辨成像探針的要求。自2006年在JACS上第一篇可逆熒光聚合物納米顆粒成像探針問(wèn)世以來(lái)，已連續(xù)在JACS上發(fā)表4 篇有機(jī)分子熒光開(kāi)關(guān)論文，并獲得廣泛關(guān)注。在前期研究基礎(chǔ)上，該課題組通過(guò)光開(kāi)關(guān)分子設(shè)計(jì)與合成條件優(yōu)化，得到一系列具有不同光開(kāi)關(guān)性能的可逆熒光聚合物納米顆粒，以滿足超分辨熒光成像、光學(xué)信息存儲(chǔ)等不同領(lǐng)域的應(yīng)用。利用雙光子激發(fā)可逆熒光成像技術(shù)，在細(xì)胞水平可以對(duì)靶向功能團(tuán)進(jìn)行反復(fù)多次的熒光成像，沒(méi)有明顯的光漂白現(xiàn)象。與短波長(zhǎng)紫光激發(fā)相比較，雙光子激發(fā)持續(xù)激發(fā)導(dǎo)致的光漂白幾乎觀察不到。研究結(jié)果表明，這種熒光探針很有可能在超分辨可逆熒光成像和光學(xué)信息存儲(chǔ)等不同領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。該研究結(jié)果于12月16日正式發(fā)表在Journal of the American Chemical Society（JACS美國(guó)化學(xué)會(huì)志）2010年網(wǎng)絡(luò)在線版上（DOI: 10.1021/ja106895k）。

     研究表明，這種有機(jī)熒光開(kāi)關(guān)在不同聚集態(tài)和不同介質(zhì)中的光學(xué)性質(zhì)具有很大差異，具有很好的可調(diào)性。因此，設(shè)計(jì)合適的熒光開(kāi)關(guān)材料不僅成功地用于可逆熒光成像，還可以應(yīng)用在熒光防偽、光學(xué)信息存儲(chǔ)等技術(shù)領(lǐng)域。目前該課題組正在篩選不同尺寸不同熒光的可逆熒光納米顆粒，以針對(duì)生物光子學(xué)和信息技術(shù)等不同領(lǐng)域的需求。