新加坡技术与设计大学 来自苏特、DICP和波斯泰克的研究人员开发了一种理论描述符δE，用于预测基于正电子发射断层扫描的荧光探针；利用这个描述符，他们定量设计了用于活细胞生物成像的脂滴和线粒体的荧光染色
信用:SUTD 在生物研究中，基于光诱导电子转移机制的荧光探针的发展是一个持续的需求
通过调节正电子发射断层成像，这些探针可显著改变荧光强度，从而为监测分析物或环境变化提供了一条便捷的途径，具有高灵敏度、清晰可见性和出色的时空分辨率
然而，基于聚酯机理的荧光探针的定量设计仍然是一项具有挑战性的任务，因为染料化学仍然主要基于试错法
为了应对这一挑战，来自新加坡技术与设计大学(SUTD)、中国大连化学物理研究所(DICP)和韩国浦项科技大学(POSTECH)的国际研究团队开发了一种理论描述符δE，用于定量设计正电子发射断层扫描荧光探针(参见图)
他们的研究论文发表在美国国家科学院的出版物上
该团队通过对大约140个现有的正电子发射断层扫描探针进行量子化学计算，并分析它们的电子结构和量子产率之间的相关性，或者称为产生荧光的效率，建立了δE描述符
研究人员还证明了该描述符适用于几个荧光团家族，如BODIPY、荧光素和罗丹明衍生物
基于该描述符，他们准确预测并成功开发了用于活细胞生物成像的脂滴和线粒体免洗荧光染色剂
他们还能够定量设计具有聚集诱导发射特性的荧光团
这一理论描述符的建立使化学家和生物学家能够定量搜索和设计新的基于正电子发射断层扫描的荧光探针
“我们的研究目标是利用最先进的研究工具，如化学大数据和量子化学计算，将染料化学从试错法转变为分子工程
随着我们继续与染料化学家紧密合作以实现这一目标，我们也将在这一过程中开发高性能的荧光材料，”来自沙特德士古大学的助理教授刘晓刚说
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