图 1。1 特定的 AIE 荧光探针的荧光增强机制示意图[7]。

早期研究的 AIE 小分子荧光探针主要是通过在 AIE 荧光基团上连接阳离子

（-N+R3）或阴离子（-SO3-），这类荧光探针可用于检测核酸、蛋白、生物小分子 等[8,9]。其在检测时具有较高的灵敏度且检测试剂的可检浓度范围宽，聚集导致 的强烈发光可视化程度强。然而，AIE 小分子荧光探针也具备小分子的一些共性 问题，即环境稳定性不高、生物相容性差[10]等。为克服这些问题，有一种可行 的方案是把小分子荧光探针通过聚合、接枝等方法制备得到基于 AIE 效应的高 分子荧光探针，经过结构设计和修饰后的具有 AIE 效应的高分子荧光探针具备 了良好的亲水性和生物相容性的同时，又具备了长期细胞追踪功能、耐光漂白等 优点。另一方面，而相比较于传统平面 π 共轭骨架的高分子荧光探针，具有 AIE 效应的高分子荧光探针亦不会出现因聚集时分子链之间平面 π 共轭基团相互堆 叠而导致荧光强度减弱的现象。

基于 AIE 效应的高分子荧光探针大致依据两种方案进行设计合成，一种是 把荧光分子作为单体直接聚合，荧光基团位于高分子主链上，然后在高分子纳米 粒子表面通过物理作用力或化学键合的方式裹上一层亲水高分子或寻靶器[11]；另 一种是将荧光分子、亲水性高分子和寻靶器以侧链结构形式偶联在高分子上 [12,13](图 1。2)。

图 1。2 多重支链共聚物的设计[13]。

1。2 聚集诱导发光（AIE）效应的机理

通常有机荧光团聚集时，荧光会减弱甚至猝灭（ACQ），因此，这大大限制 了此类荧光团的应用。然而，一些分子恰恰相反，其在溶液中发出微弱的荧光或 不发光，而在聚集状态下发射出强烈的荧光，即 AIE 效应。唐本忠课题组经过长期的研究，发现分子内旋转受限 ( Restriction of Intramolecular Rotation，RIR) 是 AIE 现象的主要原因。例如 TPE、Silole 和三苯胺等典型的 AIE 化合物中，其 外围是通过单键相连的芳香族取代基，在溶液状态下，芳香族取代基可绕单键自 由旋转，将吸收的能量以动能形式释放，形成一个非辐射能量衰减通道，导致 AIE 分子的激发态能量降低，无荧光发射；当 AIE 分子处于聚集状态时，分子间 距缩短，空间受到限制，芳香族取代基不能自由旋转，非辐射能量衰减通道受到 抑制，受光照激发后，只能通过辐射衰变的形式释放光子，从激发态回到基态， 从而发射出荧光。迄今为止，具有 AIE 效应的荧光探针已被广泛应用。本论文 主要研究的是基于 AIE 效应的高分子荧光探针的设计及制备。文献综述

1。3 基于 AIE 效应的高分子荧光探针的应用研究

在传统的有机荧光探针分子的设计中，常用的荧光基团有罗丹明类[14-16]、香 豆素[17-19]、BODIPY[20-23]和菁类染料[24-27]等，这些荧光基团都具有刚性平面，此 类荧光探针在使用过程中通常存在 ACQ 现象，严重影响其检测效果。为了避免 此现象，在检测过程中需严格控制探针分子的浓度，这就导致探针的荧光强度也 随之减弱，影响检测效果。在细胞成像领域，传统荧光探针由于水溶性、生物兼 容性差、细胞透过性不好[28]等原因，不能广泛应用于生物细胞成像及活体组织 成像中。而经过修饰的 AIE 荧光探针，其在聚集状态下荧光显著增强，与传统 荧光探针相比，避免了 ACQ 现象的发生，并且水溶性及生物兼容性都有所提高。 信噪比（Signal-to-Noise Ratio，SNR）的高低对于荧光探针的灵敏度具有极大的 影响[29]，基于 AIE 效应的荧光探针分子在水溶液中有较低的背景信号，对目标 分析物实现了由“关”转变为“开”的荧光响应。鉴于此，在本节中，我们将讨 论基于 AIE 效应的高分子荧光探针在细胞影响分析方面的应用。