當材料科學與生命科學碰撞，會擦出怎樣的火花？

唐本忠院士團隊全新力作《AIE生物成像圖譜及技術手冊》正式面世！

首部聚焦“聚集誘導發光（AIE）”技術的跨學科工具書，以500+高清圖譜、三大知識模塊，揭秘前沿光學材料如何重塑生物醫學成像的未來！

AIE生物成像圖譜及技術手冊

唐本忠, 胡蓉主編

北京 : 科學出版社, 2025. 3

ISBN 978-7-03-081455-5

責任編輯：程曉紅

知識體系：

三大模塊構建專業架構

本書精心構建了一套全面且系統的知識體系，涵蓋基礎理論、圖譜展示和常見問題解答三大模塊。

• 基礎理論部分深入闡釋了 AIE 材料獨特的發光機制，展現AIE材料卓越的光學特性及應用優勢。同時，對熒光成像技術在生物領域廣泛應用場景的介紹，也為后續深入理解 AIE 材料的應用奠定了堅實基礎。

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

• 常見問題部分則是初入熒光成像領域的基礎及相關科研工作者的福音。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可行的解決方案，助力新手們快速跨越障礙，順利掌握相關知識與技能。

應用價值：

多領域的得力助手

作為材料科學與生物醫學深度交叉的研究成果，本書具有極高的參考價值。既可為培養未來的科研人才提供了專業且系統的知識源泉；亦可助力企業將前沿科研成果快速轉化為實際生產力。而對于廣大生物、醫學工作者來說，本書更是一本隨時可查閱的實用工具書，無論是在日常研究中遇到技術難題，還是在探索新的研究方向時需要靈感，它都能給予有力支持。

《AIE生物成像圖譜及技術手冊》的出版，無疑為生物成像領域注入了新的活力。它不僅是對當下 AIE 技術應用的全面總結，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，還是對生物醫學領域感興趣的愛好者，都不容錯過這本具有深遠意義的佳作。

生物大分子標記

生物大分子是生物體內具有特定組成、序列和構象的一類生物有機分子，由許多有機小分子通過共價鍵連接而成的大分子量體系，是構成生命的基礎物質，其生物活性使其在生物新陳代謝及生命活動中發揮了關鍵作用。基于熒光的成像技術能夠讓看不見的生物過程變得可視化。其中AIE因其優異的光物理性能，在生物大分子的標記中備受青睞。基于AIE標記生物大分子在監測生物過程和動態機制、疾病診療、作用機制研究等方面具有重要的研究意義。

▲ AIE 探針標記凝膠電泳法分離的蛋白

亞細胞成像

在微觀世界的精妙織錦中，亞細胞不僅是細胞內部的獨特構造，更是維持細胞生存、功能執行與代謝平衡的核心要素。細胞器研究的逐步深入揭示了眾多疾病與細胞器異常之間的緊密聯系，對細胞器結構和功能的研究具有顯著的臨床意義，為研究人員提供關于細胞內部結構與功能的深刻見解，進而促進疾病的精準診斷、治療和監測。AIE材料由于其優異的光學特性在高靈敏標記和成像細胞器、揭示其分布和功能等應用中展現出獨特魅力。

▲ AIE-Mito-NIR 在LO2 細胞中的成像效果圖

微生物成像

微生物無處不在，既是人體共生體，參與人體健康的運轉，也是造成各種感染類疾病的元兇。利用熒光成像的優勢，對細菌的實時成像檢測與追蹤對指導高效、精確的細菌感染診斷及治療十分重要。基于不同細菌細胞結構及代謝差異，結合AIE材料獨特的光物理性能， AIE材料已廣泛應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、細胞內細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研究及疾病診療提供強有力的工具。

▲ 金黃色葡萄球菌，細胞表面成像

活體成像

各類AIE探針的特異性成像最終的落點還是在人體的健康檢測和疾病診療上，為滿足實際應用中深處組織高清成像的需求，發展了多光子成像、近紅外成像等成像手段用于活體組織高靈敏成像。針對不同應用場景，已經開發出了眾多近紅外發射AIE分子，在評估血液循環、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）

作為材料科學與生物醫學的交叉研究成果，本書既可作為高校“生物醫學工程”專業研究生教材，也可為相關生物技術企業研發部門提供技術轉化指南，同時也能成為生物、醫學等工作者的工具書。

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

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（本文編輯：劉四旦）

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