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化學(xué)發(fā)光（Chemiluminescence）是由化學(xué)反應(yīng)引起的一種特殊的發(fā)光現(xiàn)象，即通過氧化還原反應(yīng)釋放的能量將體系中某一物質(zhì)從基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài)，隨后以輻射發(fā)光（紫外光、可見光或近紅外光）的形式返回基態(tài)釋放能量。

化學(xué)發(fā)光主要由化學(xué)激發(fā)過程和發(fā)光過程兩部分組成。根據(jù)能量作用過程，化學(xué)發(fā)光主要分為直接發(fā)光和間接發(fā)光兩類。直接發(fā)光：反應(yīng)物A和B發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，釋放出的化學(xué)能產(chǎn)生部分處于激發(fā)態(tài)的C*和其它物質(zhì)D，激發(fā)態(tài)C*弛豫返回其基態(tài)C時(shí)直接發(fā)出可檢測(cè)的光信號(hào)。間接發(fā)光：反應(yīng)物A和B同樣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生激發(fā)態(tài)中間體C*，C*通過能量共振轉(zhuǎn)移的方式將其能量轉(zhuǎn)移給體系中存在的熒光團(tuán)F，熒光團(tuán)F吸收能量后由基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài)F*，F*以光輻射的方式返回基態(tài)F。通常該類化學(xué)發(fā)光的波長與熒光團(tuán)F的熒光發(fā)射波長相一致。

由于無需外部的激發(fā)光，化學(xué)發(fā)光可以有效地避免熒光技術(shù)中由激發(fā)光存在導(dǎo)致的光漂白、背景熒光等問題，可在生物成像中提供了極高的檢測(cè)信噪比和靈敏度。此外，原位產(chǎn)生的光子也可以取代傳統(tǒng)的光診療系統(tǒng)中的激發(fā)光，實(shí)現(xiàn)光動(dòng)力學(xué)治療和光激活藥物釋放，以對(duì)深部病灶或腫瘤進(jìn)行成像和治療。因此，基于化學(xué)發(fā)光的成像及診療試劑具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和廣泛的應(yīng)用前景。

綜述系統(tǒng)介紹了化學(xué)發(fā)光在生物成像和治療領(lǐng)域中的最新研究進(jìn)展。作者在文中重點(diǎn)介紹了基于化學(xué)發(fā)光體底物的化學(xué)發(fā)光平臺(tái)，主要包括魯米諾及其衍生物、海螢螢光素類似物、過氧草酸酯和二氧雜環(huán)丁烷；并系統(tǒng)地總結(jié)了每一類平臺(tái)的設(shè)計(jì)原則、傳感機(jī)制和一些代表性的化學(xué)發(fā)光探針在生物成像和治療領(lǐng)域中的應(yīng)用。在本篇綜述的最后，作者分析討論了化學(xué)發(fā)光在生物成像和治療方面所面臨的挑戰(zhàn)和發(fā)展前景。

該綜述的第一作者為博士生楊明旺，通訊作者為樊江莉教授和新加坡南洋理工大學(xué)的浦侃裔副教授。大連理工大學(xué)為論文的第一通訊單位。綜述當(dāng)選Chemical Society Reviews當(dāng)期的“Outside front cover”。

參考資料

[1] 大連理工大學(xué)精細(xì)化工國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,化學(xué)發(fā)光在生物成像和治療領(lǐng)域中的最新研究進(jìn)展,http://finechem.dlut.edu.cn/info/1004/3669.htm