Агрегационно-индуцированная эмиссия: прорывной путь в биомедицину

Появление концепции агрегационно-индуцированной эмиссии (AIE) существенно изменило представления научного сообщества о классических фот физических явлениях. Ещё важнее то, что феномен AIE открыл широкие возможности для анализа биологически активных соединений, мониторинга сложных биологических процессов и изучения ключевых физиологических и патологических явлений. Люминогены с агрегационно-индуцированной эмиссией (AIEgens) представляют собой перспективный класс люминесцентных материалов: в виде отдельных молекул они обладают слабой эмиссией или не излучают, но в агрегированном и твёрдом состояниях испускают особенно интенсивную флуоресценцию. Благодаря высокой яркости, большому стоксову сдвигу, превосходной фотостабильности и хорошей биосовместимости биозонды на основе AIEgens широко исследуются в биомедицине. Цель настоящего обзора — систематизировать историю развития и дать подробное представление о современном состоянии исследований AIE в биомедицине, уделив особое внимание основным механизмам действия. Сначала рассмотрены ключевые этапы исторического развития AIE в биомедицинской области. Затем выделены четыре основных направления исследований: сенсорное выявление биомакромолекул на молекулярном уровне, визуализация клеток in vitro на клеточном уровне, визуализация in vivo на уровне животных и тераностика рака на клеточном уровне и уровне животных; приведены информативные таблицы с многочисленными примерами для дальнейшего изучения. В заключение обсуждены несколько перспективных направлений будущих исследований. Ожидается, что биозонды на основе AIEgens, в сочетании с передовыми методами и технологиями, будут играть важную роль в изучении малоизученных процессов жизнедеятельности и в конечном итоге помогут решать широкий круг задач здравоохранения.