AIE荧光分子
AIE 和 ACQ 简介
近几年随着体外诊断行业高速发展，荧光材料在生物成像领域扮演着越来越重要的角色。然而传统的荧光材料（如荧光素、罗丹明等）在聚集或固态时往往会遇到荧光减弱的问题，这种光物理领域的重要现象被称为“聚集导致荧光猝灭”（Aggregation-Caused Quenching，简称 ACQ）。ACQ现象的产生与传统荧光分子间的相互作用有关。
传统的荧光材料在稀溶液中表现优异。在稀溶液中，传统荧光分子（如荧光素、罗丹明等）间距离较大，荧光分子可以自由地发射光。但当荧光分子聚集时，它们之间的距离减小，分子间的非辐射能量转移增加，导致荧光效率下降。这种现象在有机发光材料中尤为明显，因为它们的平面共轭结构在聚集时容易发生π-π堆积，进一步加剧了荧光猝灭。ACQ现象限制了荧光材料在实际应用中的性能，尤其是在需要使用聚集态或固态形式的场合，如发光二极管（LED）和某些化学检测中。
幸运的是，2001年，唐本忠院士课题组在研究中意外发现了一种与ACQ现象截然相反的现象。他们发现某些噻咯分子在稀溶液中几乎不发光，但在聚集状态或固体薄膜下发光大大增强，这种新型的发光现象被称为聚集诱导发光（Aggregation-Induced Emission 简称AIE）。AIE现象的发现为有机发光材料的研究带来了新的希望，它不仅解决了传统荧光分子聚集导致荧光猝灭的问题，还为新型发光材料的研究和应用开辟了新的道路。
AIE和ACQ工作机理
AIE与ACQ现象的本质区别在于不同的分子结构产生了不同的分子间相互作用。AIE分子通常具有多个单键连接的苯环（如四苯乙烯、六苯基硅杂芴等），这种结构通常旋转或振动自由度高，这些苯环在稀溶液中可以自由旋转或振动，通过非辐射途径耗散能量，荧光强度微弱；而在聚集状态下，苯环的运动受到限制，迫使能量通过辐射跃迁释放，荧光强度增强。相反，ACQ传统荧光分子（如荧光素、罗丹明）通常是具有大平面结构的稠环化合物，它们在分散态时具有较强的荧光。但当这些分子聚集时，由于π-π堆积导致的分子间能量转移，荧光会减弱甚至消失。在聚集时，分子间易形成π-π堆积或电荷转移，导致激发态能量以非辐射方式耗散，荧光被淬灭，产生ACQ效应。
典型的AIE分子包括六苯基噻咯、四苯基乙烯、四苯基硅、二苯基吲哚、1,4-二(2-(4-(1,3,5-三甲基-2,4,6-三苯基-1H-吡啶-4-基)苯氧基)乙基)苯、多环芳烃、噻吩并噻吩、吡咯并吡咯、四苯基噻吩和二苯基氨基苯并噻吩。这些分子通常具有苯环或其他平面结构。
AIE荧光材料发展趋势
AIE荧光分子是一类基于“聚集诱导发光”（AIE）机制的新型荧光材料，与传统荧光分子的“聚集导致淬灭”（ACQ）特性完全相反，在分散状态下荧光微弱，而聚集形成聚集体时荧光显著增强,这种聚集诱导发光特性不仅在科学研究中具有重要价值，而且在生物成像、智能材料、光电器件、环境监测、信息安全、农业应用以及能源存储等多个领域展现出广泛的应用潜力。随着对AIE现象的深入理解和分子设计的不断创新，这些材料有望在未来的科技发展中发挥更加关键的作用。
AIE聚集诱导荧光分子产品优势
抗聚集淬灭，发光稳定性极强：传统荧光分子（如荧光素、罗丹明）在高浓度或聚集状态下会因π-π堆积等作用导致荧光淬灭（ACQ 效应），而AIE分子在聚集时荧光反而增强，且聚集状态下光稳定性显著提升。
信噪比极高，成像清晰度优异：AIE分子在分散状态（如溶液中、未与目标结合时）荧光微弱，仅在与目标（如细胞器、生物分子、肿瘤细胞）结合并聚集后才发出强荧光，背景信号极低。
光学性能可调：通过分子设计（如修饰不同基团、调整共轭结构），可灵活调控AIE分子的发射波长（从紫外到近红外二区，覆盖 400-1500nm）、斯托克斯位移（可达 200-300 nm 以上）和发光颜色（蓝、绿、红、近红外等）。
生物相容性好，适用活体与临床场景：AIE分子多为有机小分子，通过化学修饰（如引入亲水基团、PEG链）可改善水溶性和生物相容性，降低细胞毒性和体内免疫原性。
产品应用
AIE细胞器荧光探针：能够在溶液及细胞环境中保持微弱荧光信号，进入细胞并与目标结构结合后，荧光信号大幅增强。与传统的ACQ探针相比，可有效规避信号串扰和自淬灭问题。产品优势有信噪比更高、浓度使用更灵活、光学稳定性好、成像免洗更便捷等。具体产品包括AIE细胞核红色探针、AIE细胞膜红色探针、AIE脂滴蓝色探针、AIE内质网黄色探针等多种类型，可广泛应用于疾病研究、药物筛选相关实验。
AIE 荧光纳米颗粒（近红外粒子系列）：具有粒径均一稳定（粒径变异系数C.V.＜10%）、信噪比高（斯托克斯位移高达 290nm）、穿透深度深（对组织穿透深度高达4.2mm）、生物相容性好等优势。适用于高浓度、长时间及复杂环境成像，可用于肠系膜血管、心脏冠状动脉、腹部血管、肿瘤血管等成像，有近红外AIE1010 荧光纳米颗粒、近红外AIE780 荧光纳米颗粒等产品，根据粒径和是否羧基修饰有多种规格。
AIE 荧光微球：由聚苯乙烯包覆AIE分子制得，AIE分子被嵌入在微球内部，可提高荧光效率，降低外界环境影响。同时微球表面修饰有羧基、氨基等功能基团，可作为免疫分析的连接基团。其发射波长可覆盖蓝色、绿色、红色等多个波段，可广泛应用于侧向层析技术、细胞成像、微流控技术和荧光酶联免疫吸附等领域。
产品规格
| 货号 | 分子式 | 纯度 | 规格 | 形态 | 激发波长 | 发射波长 | 颜色 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| EPRUI-AIEM-2 | C18H11ClO2S2 | 90% | 1g | 粉末 | 330 | 365 | 粉白色 |
| EPRUI-AIEM-3 | C22H20O2S2 | 90% | 1g | 粉末 | 340 | 369 | 淡黄色 |
| EPRUI-AIEM-4 | C18H12O2S2 | 90% | 1g | 粉末 | 330 | 367 | 白色 |
| EPRUI-AIEM-5 | C19H14O2S2 | 90% | 1g | 粉末 | 330 | 370 | 白色 |
| EPRUI-AIEM-6 | C19H14O3S2 | 90% | 1g | 粉末 | 327 | 364 | 白色 |
| EPRUI-AIEM-7 | C50H60Br4N4O2 | 90% | 1g | 粉末 | 400 | 648 | 橙红色 |
| EPRUI-AIEM-8 | C66H66N2O6 | 90% | 1g | 粉末 | 350 | 513 | 绿色 |
| EPRUI-AIEM-9 | C28H21N3O2S | 90% | 1g | 粉末 | 450 | 670 | 红色 |
| EPRUI-AIEM-10 | C47H40F6NPSe | 90% | 1g | 粉末 | 490 | 601 | 红色 |
| EPRUI-AIEM-11 | C18H23IN2 | 90% | 1g | 粉末 | 486 | 581 | 暗红色 |
| EPRUI-AIEM-12 | C26H23IN2 | 90% | 1g | 粉末 | 509 | 621 | 暗红色 |
| EPRUI-AIEM-20 | C31H37N4O+ | 90% | 1g | 粉末 | 370 | 540 | 黄色 |
| EPRUI-AIEM-21 | C48H36N6O8 | 90% | 1g | 粉末 | 369 | 570 | 黄色 |
| EPRUI-AIEM-22 | C44H38N2O2 | 90% | 1g | 粉末 | 330 | 550 | 绿色 |
| EPRUI-AIEM-23 | C80H54O4 | 90% | 1g | 粉末 | 364 | 505 | 黄色 |
| EPRUI-AIEM-24 | C34H28N4S | 90% | 1g | 粉末 | 493 | 663 | 红色 |
| EPRUI-AIEM-25 | C35H31IN4S | 90% | 1g | 粉末 | 465 | 671 | 橘红色 |
| EPRUI-AIEM-26 | C39H30N4O2 | 90% | 1g | 粉末 | 358 | 471 | 黄色 |
| EPRUI-AIEM-27 | C60H54N2O2 | 90% | 1g | 粉末 | 340 | 460 | 白色 |
| EPRUI-AIEM-28 | C42H33N3Se | 90% | 1g | 粉末 | 510 | 700 | 紫色 |
| EPRUI-AIEM-29 | C44H32IN3SSe | 90% | 1g | 粉末 | 490 | 620 | 红色 |
| EPRUI-AIEM-30 | C48H34IN3SSe | 90% | 1g | 粉末 | 520 | 630 | 紫黑色 |
| EPRUI-AIEM-31 | C56H40N4 | 90% | 1g | 粉末 | 332 | 463 | 白色 |
| EPRUI-AIEM-32 | C68H48N4 | 90% | 1g | 粉末 | 345 | 415 | 白色 |
| EPRUI-AIEM-33 | C80H74N6O4 | 90% | 1g | 粉末 | 316 | 480 | 黄绿色 |
| EPRUI-AIEM-34 | C40H30N2O3 | 90% | 1g | 粉末 | 350 | 480 | 黄绿色 |
| EPRUI-AIEM-35 | C92H83N7O4 | 90% | 1g | 粉末 | 366 | 498 | 黄绿色 |
| EPRUI-AIEM-36 | C104H80N6S2 | 90% | 1g | 粉末 | 340 | 498 | 黄色 |
| EPRUI-AIEM-41 | C128H136N8O4S4 | 90% | 1g | 粉末 | 330 | 460 | 黄色 |
| EPRUI-AIEM-42 | C72H60N4S2 | 90% | 1g | 粉末 | 330 | 460 | 黄色 |
| EPRUI-AIEM-43 | C39H37N3S | 90% | 1g | 粉末 | 330 | 460 | 黄色 |
| EPRUI-AIEM-44 | C55H44IN3 | 90% | 1g | 粉末 | 480 | 550 | 红色 |
| EPRUI-AIEM-45 | C52H40IN3S | 90% | 1g | 粉末 | 550 | 750 | 黑色 |
| EPRUI-AIEM-49 | C58H40N2S | 90% | 1g | 粉末 | 418 | 538 | 黄绿色 |
参考文献：
1. 毛慧灵,董宇平,唐本忠.越聚集,越发光[J].科学世界,2017,(5):82-87.
2. 赵秋丽,杨庆浩.传统生色团的改造:从聚集导致荧光猝灭到聚集诱导发光[J].功能材料,2015,46(14):14001-14011.
3. Luo J, Xie Z, Lam J W Y, et al. Aggregation-Induced Emission of 1-Methyl-1,2,3,4,5-pentaphenylsilole[J]Chem Commun，2001,18：1740–1741.
