當(dāng)材料科學(xué)與生命科學(xué)碰撞，會(huì)擦出怎樣的火花？

唐本忠院士團(tuán)隊(duì)全新力作《AIE生物成像圖譜及技術(shù)手冊》正式面世！

首部聚焦“聚集誘導(dǎo)發(fā)光（AIE）”技術(shù)的跨學(xué)科工具書，以500+高清圖譜、三大知識(shí)模塊，揭秘前沿光學(xué)材料如何重塑生物醫(yī)學(xué)成像的未來！

AIE生物成像圖譜及技術(shù)手冊

唐本忠, 胡蓉主編

北京 : 科學(xué)出版社, 2025. 3

ISBN 978-7-03-081455-5

責(zé)任編輯：程曉紅

知識(shí)體系：

三大模塊構(gòu)建專業(yè)架構(gòu)

本書精心構(gòu)建了一套全面且系統(tǒng)的知識(shí)體系，涵蓋基礎(chǔ)理論、圖譜展示和常見問題解答三大模塊。

• 基礎(chǔ)理論部分深入闡釋了 AIE 材料獨(dú)特的發(fā)光機(jī)制，展現(xiàn)AIE材料卓越的光學(xué)特性及應(yīng)用優(yōu)勢。同時(shí)，對熒光成像技術(shù)在生物領(lǐng)域廣泛應(yīng)用場景的介紹，也為后續(xù)深入理解 AIE 材料的應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

• 圖譜部分堪稱全書的精華所在，超過 500 幅技術(shù)原理及高清顯微圖像一一鋪陳開來，詳細(xì)展示了 AIE 材料在不同層次生物成像中的實(shí)例。從微觀的生物大分子、細(xì)胞器，到細(xì)胞層面，再到宏觀的活體成像，每一幅圖像都仿佛在訴說著 AIE 材料的獨(dú)到魅力。成像圖例貼心地提供了對應(yīng)的 AIE 分子結(jié)構(gòu)及詳細(xì)的成像參數(shù)，為讀者提供了全面且精準(zhǔn)的技術(shù)參考。

• 常見問題部分則是初入熒光成像領(lǐng)域的基礎(chǔ)及相關(guān)科研工作者的福音。針對熒光成像中常見的棘手問題，本書給出了深入的原因分析及切實(shí)可行的解決方案，助力新手們快速跨越障礙，順利掌握相關(guān)知識(shí)與技能。

應(yīng)用價(jià)值：

多領(lǐng)域的得力助手

作為材料科學(xué)與生物醫(yī)學(xué)深度交叉的研究成果，本書具有極高的參考價(jià)值。既可為培養(yǎng)未來的科研人才提供了專業(yè)且系統(tǒng)的知識(shí)源泉；亦可助力企業(yè)將前沿科研成果快速轉(zhuǎn)化為實(shí)際生產(chǎn)力。而對于廣大生物、醫(yī)學(xué)工作者來說，本書更是一本隨時(shí)可查閱的實(shí)用工具書，無論是在日常研究中遇到技術(shù)難題，還是在探索新的研究方向時(shí)需要靈感，它都能給予有力支持。

《AIE生物成像圖譜及技術(shù)手冊》的出版，無疑為生物成像領(lǐng)域注入了新的活力。它不僅是對當(dāng)下 AIE 技術(shù)應(yīng)用的全面總結(jié)，更是開啟未來生物成像研究新征程的鑰匙。無論你是科研人員、高校師生，還是對生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域感興趣的愛好者，都不容錯(cuò)過這本具有深遠(yuǎn)意義的佳作。

生物大分子標(biāo)記

生物大分子是生物體內(nèi)具有特定組成、序列和構(gòu)象的一類生物有機(jī)分子，由許多有機(jī)小分子通過共價(jià)鍵連接而成的大分子量體系，是構(gòu)成生命的基礎(chǔ)物質(zhì)，其生物活性使其在生物新陳代謝及生命活動(dòng)中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。基于熒光的成像技術(shù)能夠讓看不見的生物過程變得可視化。其中AIE因其優(yōu)異的光物理性能，在生物大分子的標(biāo)記中備受青睞。基于AIE標(biāo)記生物大分子在監(jiān)測生物過程和動(dòng)態(tài)機(jī)制、疾病診療、作用機(jī)制研究等方面具有重要的研究意義。

▲ AIE 探針標(biāo)記凝膠電泳法分離的蛋白

亞細(xì)胞成像

在微觀世界的精妙織錦中，亞細(xì)胞不僅是細(xì)胞內(nèi)部的獨(dú)特構(gòu)造，更是維持細(xì)胞生存、功能執(zhí)行與代謝平衡的核心要素。細(xì)胞器研究的逐步深入揭示了眾多疾病與細(xì)胞器異常之間的緊密聯(lián)系，對細(xì)胞器結(jié)構(gòu)和功能的研究具有顯著的臨床意義，為研究人員提供關(guān)于細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)與功能的深刻見解，進(jìn)而促進(jìn)疾病的精準(zhǔn)診斷、治療和監(jiān)測。AIE材料由于其優(yōu)異的光學(xué)特性在高靈敏標(biāo)記和成像細(xì)胞器、揭示其分布和功能等應(yīng)用中展現(xiàn)出獨(dú)特魅力。

▲ AIE-Mito-NIR 在LO2 細(xì)胞中的成像效果圖

微生物成像

微生物無處不在，既是人體共生體，參與人體健康的運(yùn)轉(zhuǎn)，也是造成各種感染類疾病的元兇。利用熒光成像的優(yōu)勢，對細(xì)菌的實(shí)時(shí)成像檢測與追蹤對指導(dǎo)高效、精確的細(xì)菌感染診斷及治療十分重要。基于不同細(xì)菌細(xì)胞結(jié)構(gòu)及代謝差異，結(jié)合AIE材料獨(dú)特的光物理性能， AIE材料已廣泛應(yīng)用于微生物檢測的不同方面，如革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌與真菌的特異性檢測、活菌和死菌的鑒別、細(xì)胞內(nèi)細(xì)菌檢測以及病原微生物診療一體化等，為微生物感染等相關(guān)研究及疾病診療提供強(qiáng)有力的工具。

▲ 金黃色葡萄球菌，細(xì)胞表面成像

活體成像

各類AIE探針的特異性成像最終的落點(diǎn)還是在人體的健康檢測和疾病診療上，為滿足實(shí)際應(yīng)用中深處組織高清成像的需求，發(fā)展了多光子成像、近紅外成像等成像手段用于活體組織高靈敏成像。針對不同應(yīng)用場景，已經(jīng)開發(fā)出了眾多近紅外發(fā)射AIE分子，在評估血液循環(huán)、炎癥性腸病或者各類腫瘤的近紅外成像和追蹤中都有著廣泛的應(yīng)用，讓 AIE 材料在深層組織成像中大放異彩，深入探索生物體內(nèi)的奧秘。

▲ Balb/c 小鼠后肢，血管宏觀成像

▲ 蟹猴手臂，血管宏觀成像圖（左圖）

蟹猴手部，血管宏觀成像（右圖）

作為材料科學(xué)與生物醫(yī)學(xué)的交叉研究成果，本書既可作為高校“生物醫(yī)學(xué)工程”專業(yè)研究生教材，也可為相關(guān)生物技術(shù)企業(yè)研發(fā)部門提供技術(shù)轉(zhuǎn)化指南，同時(shí)也能成為生物、醫(yī)學(xué)等工作者的工具書。

本文摘編自《AIE生物成像圖譜及技術(shù)手冊》（唐本忠, 胡蓉主編. 北京 : 科學(xué)出版社, 2025. 3）一書，標(biāo)題為編者縮減。

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（本文編輯：劉四旦）

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