研究背景：

pH在血液、细胞和组织中通过质子依赖性的结构转变起着至关重要的作用，是机体内的重要的生化参数。因此，科学家开发了许多检测手段来检测pH的变化，如电位滴定法和pH检测器。但这些方法不能满足生物体内实时、原位检测的需要，特别是在细胞质、线粒体、溶酶体等生物微环境中。此外，复杂的仪器操作和耗时的分析过程也限制了其在生物体中的实际应用。

近年来，荧光探针技术以其灵敏度高、响应速度快、原位识别、实时成像等独特优势受到了科学家的广泛关注。在众多荧光探针中，pH成像探针具有重要的研究价值。特别是在生物微环境中，pH荧光探针表现出快速的响应时间和可逆的检测信号。一些pH荧光探针已被应用于活体人体细胞线粒体pH的成像。在pH荧光探针中，罗丹明骨架因其特殊的螺环结构而显示出独特的优势。罗丹明骨架上的螺环结构的开关效应可以引起基于电子转移的荧光变化，这可以指示不同的pH条件。因此，罗丹明骨架可以作为荧光探针来跟踪环境和生物体中pH的变化。

自2001年唐组发现聚集诱导发射(AIE)现象以来，四苯乙烯基团因(AIE)活性而成为一种明星分子。此类AIE分子已被研究并广泛应用于传感、荧光成像和光电子器件等领域。AIE分子在分散状态下是不发射的，但在包含有序聚集体、无定形聚集体或固态的聚集体形式下，它们是密集发射的，这使得超分子结构中能够产生高荧光。特殊的AIE效应对难溶分子具有重要意义。在不溶性溶剂的聚集态下，运动受到空间限制，AIEgen(AIE发光体)沿着辐射路径耗散吸收的能量。从而表现出明显的荧光发射。

本文的工作：

本文以罗丹明6G肼和四苯乙烯甲醛为原料合成了一种新型分子，并对其结构进行了表征。在固体粉末状态下，它表现出强烈的蓝色荧光(来自四苯乙烯基团)，这与单晶态的绿色荧光不同。在有机溶剂中，蓝色荧光消失，随着水含量的增加，由于AIE效应，蓝色荧光逐渐增强。随着pH的逐渐降低，罗丹明6G上的螺环结构打开，从而引发从四苯乙烯到罗丹明6G的荧光共振能量转移(FRET)。AIE分子可作为荧光传感器检测水环境中的pH。

此外，细胞荧光成像实验也证明了AIE靶分子可以检测到生物体内pH的变化。通过荧光光谱和密度泛函理论计算，总结了FRET传感机理。这些研究为基于AIE分子的pH传感器提供了重要的思路。

文献原文：Liu, Z.; Wang, L.; Zhu, W.; Ding, Y.; Liu, S.; Wang, Q.; Chen, Y., A versatile color and fluorescence pH sensor based on AIE and open-loop synergy effect: Crystal structure and its application in cell imaging. Dyes and Pigments 2021, 190.

doi：10.1016/j.dyepig.2021.109310

原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0143720821001777

更多荧光探针文献分享，欢迎关注微信公众号（荧光探针文献分享），每周至少推送两篇精彩的荧光探针文献或者阅读文献的笔记哦。