东南大学李全院士团队AFM：可见光和近红外光驱动的分子光开关及其生物应用
分子光开关因其可通过光照发生可控的异构化反应，展现出在生物学、化学和材料科学等多个领域的重要应用潜力。通过精确调控这些分子在特定波长光照下的结构变化，可以实现对生物功能的高时空分辨率远程控制。这一特性使得分子光开关成为调控生物系统的理想工具。在所有分子光开关中，可见光和近红外（NIR）光驱动的分子光开关具有显著优势，凭借其低能耗、高安全性和较强的组织穿透力，极大地减少了对生物组织的损伤和副作用。因此，开发适用于生物领域的可见光和NIR光驱动的分子光开关具有重要意义，如何设计和优化这些光开关的结构，使其能够在生物环境中高效、稳定地响应光照，已经成为当前科学研究中的重要前沿课题。近日，东南大学李全院士团队受邀对可见光和近红外光驱动的分子光开关及其生物应用最新研究进展进行介绍。相关综述文章以“Visible- and Near-Infrared Light-Driven Molecular Photoswitches for Biological Applications” 为题发表国际著名期刊《Advanced Functional Materials》上，文章的第一作者为东南大学博士生徐杨，通讯作者为东南大学李全院士和汤玉琪博士。图1. 常见的可见光与近红外光驱动分子光开关及其生物应用的示意图。在该文章中，李全院士团队重点介绍了当前最常见的可见光和近红外光驱动的分子光开关，主要有偶氮苯、二芳基乙烯、螺吡喃、靛蓝、给-受体斯坦豪斯加合物等，介绍了它们的异构化机理和目前的设计策略并重点总结了它们在多个生物医学领域中的应用，包括生物成像、传感、药物递送、光控癌症治疗以及光药理学等。最后，文章总结了光开关未来在生物应用中的发展机遇与挑战。这篇文章讨论了一个前沿的跨学科研究领域，有望推动动态智能响应材料在生物医学领域的进一步发展。Yang Xu, Yuqi Tang*, and Quan Li*, Visible- and Near-Infrared Light-Driven Molecular Photoswitches for Biological Applications, Adv. Funct. Mater. 2024, 2416359.DOI: 10.1002/adfm.202416359