AIE 荧光探针：真菌检测与消除的双效利器

原创

来源：李康倩

2025-06-13 10:05:53

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核心提示：聚集诱导发光（AIE）材料克服传统荧光探针的聚集淬灭缺陷，在真菌检测与消除中展现高稳定性与高效活性氧（ROS）生成能力。文中综述 AIEgens 在真菌活性评估、成像、定量及光动力消除中的应用，涵盖体外与体内研究，并分析其结构特征与现存挑战。

背景：

真菌与人类生产生活紧密相关，从食品发酵到医药研发，其合理利用与感染防治至关重要。然而，真菌检测与消除技术仍面临灵敏度不足、副作用显著等挑战。近日，《Coordination Chemistry Reviews》的一篇综述提出，聚集诱导发光 luminogens（AIEgens）凭借独特的光学性质与光动力效应，为真菌精准检测与高效消除提供了新思路。

AIEgens：突破传统荧光探针的技术瓶颈

传统荧光探针易在水溶液中聚集导致荧光淬灭（ACQ 效应），而 AIEgens 通过限制分子内旋转或振动（RIM 机制），在聚集状态下反而增强荧光，兼具高光稳定性与 ROS 生成能力。例如，TPE（四苯乙烯）与 TPA（三苯胺）衍生的阳离子型 AIEgens 可通过静电作用与真菌细胞膜结合，穿透细胞壁并靶向线粒体，实现荧光成像与活性氧杀伤双重功能。

在检测应用中，AIEgens 可通过荧光强度变化评估真菌活力。如 DPASI 探针能在 5 分钟内选择性点亮死亡念珠菌细胞，其荧光信号与线粒体膜电位关联，为抗真菌药物筛选提供快速检测平台。另一类传感器阵列（如 TPE-ARs）利用不同 AIEgens 的疏水差异，结合线性判别分析（LDA），实现真菌与细菌的高精度区分，准确率超 90%。

图 1.（A） DPASI 的结构。（B） DPASI 的归一化紫外-可见吸收和光致发光（PL）光谱。（C） DPASI 的 PL 谱图。（D）用 DPASI 染色的白色念珠菌（C.）的共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）图像。（E）用 Mito-Tracker Deep Red （MTDR）染色的白色念珠菌、光滑念珠菌和克柔念珠菌的 CLSM 图像，然后用 DPASI 染色。

光动力消除：从体外到体内的跨维度突破

AIEgens 的光动力效应（PDT）通过光照产生活性氧（ROS）破坏真菌细胞结构。研究表明，阳离子型 AIEgens 如 TTVB 与 TBTCP-QY 可高效聚集于真菌细胞膜，光照后 ROS 生成量较传统光敏剂提升 30% 以上。在体外实验中，TGP 纳米聚集体对真菌的抑制率达 90%，而在体内，IQ-TPA 与 TBTCP-QY 分别成功治疗兔角膜真菌病与小鼠口腔、阴道念珠菌感染，治疗效果优于临床药物玫瑰红（RB）。

值得关注的是，AIEgens 的暗毒性与光毒性可通过分子设计调控。例如，(Z)-TPE-EPy 与环糊精组装后，暗毒性降低 50%，但光毒性保持稳定，实现 “低毒光照激活” 的精准治疗。

图 2.（A） IQ-TPE-2O、IQ-Cm 和 IQ-TPA 的结构。（B）添加白色念珠菌前后 PBS 中 3 个 AIEgens 的 PL 光谱。（C）用 IQ-TPA 染色的白色念珠菌和人角膜上皮（HCE）细胞混合物种的合并图像。（D）三种 AIEgens 对白色念珠菌的抗真菌活性。（E）第 0 天、第 5 天和第 7 天治疗后兔眼的 Pho 照片。（F）兔眼的临床评分，（G）相应角膜的 YPD 琼脂平板上角膜和真菌培养物的宏观视图，以及（H） 7 天不同治疗后角膜中存活的白色念珠菌数量。

图 3.（A） TBTCP-QY 的结构。（B） TBTCP-QY 的吸收。（C） TBTCP-QY 在 DMSO 和甲苯混合物中的 PL 谱图。（D） TBTCP-QY 的 ROS 生成。（E）在 PBS 中孵育或不使用 TBTCP-QY 的白色念珠菌的 PL 光谱。（F）用 TBTCP-QY 孵育的白色念珠菌的 CLSM 图像。（G）用于量化白色念珠菌活力的 YPD 琼脂平板的代表性图像。（H）通过对 YPD 琼脂进行连续稀释试验评估的白色念珠菌存活率。（I） FESEM 和（J）白色念珠菌与 TBTCP-QY 一起孵育的 TEM 形态图像，有或没有光照射。（K） TBTCP-QY L 和 PBS 组小鼠舌头 7 天内的代表性图像。（L） TBTCP-QY L 和 PBS 组小鼠缺陷区域采集的样品中 LB 琼脂和 CCM 琼脂样品的代表性平板图像。（M） TBTCP-QY L 和 PBS 组小鼠阴道外观的代表性图像。（N）第 5 天用 TBTCP-QY L、氟康唑（FCZ）和 PBS 感染菌株 HX0819 的 VVC 小鼠样品的定量分析。（O） TBTCP-QY L 治疗前后诊断为 BV 和 VVC 的患者临床样本的 CCM 琼脂图像。