近日，東南大學智能材料研究院院長、首席科學家、化學化工學院李全團隊受邀對可見光和近紅外光驅(qū)動的分子光開關及其生物應用發(fā)表長篇綜述論文。相關文章以“Visible- and Near-Infrared Light-Driven Molecular Photoswitches for Biological Applications（可見光和近紅外光驅(qū)動的分子光開關及其生物應用）”為題發(fā)表在國際著名學術期刊《Advanced Functional Materials》上，并被選為封面文章。

分子光開關因其可通過光照發(fā)生可控的異構化反應，展現(xiàn)出在生物學、化學和材料科學等多個領域的重要應用潛力。通過精確調(diào)控這些分子在特定波長光照下的結構變化，可以實現(xiàn)對生物功能的高時空分辨率遠程控制。這一特性使得分子光開關成為調(diào)控生物系統(tǒng)的理想工具。在所有分子光開關中，可見光和近紅外（NIR）光驅(qū)動的分子光開關具有顯著優(yōu)勢，憑借其低能耗、高安全性和較強的組織穿透力，極大地減少了對生物組織的損傷和副作用。因此，開發(fā)適用于生物領域的可見光和NIR光驅(qū)動的分子光開關具有重要意義，如何設計和優(yōu)化這些光開關的結構，使其能夠在生物環(huán)境中高效、穩(wěn)定地響應光照，已經(jīng)成為當前科學研究中的重要前沿課題。

在該文章中，李全團隊重點介紹了當前最常見的可見光和近紅外光驅(qū)動的分子光開關，主要有偶氮苯、二芳基乙烯、螺吡喃、靛藍、給-受體斯坦豪斯加合物等，介紹了它們的異構化機理和目前的設計策略并重點總結了它們在多個生物醫(yī)學領域中的應用，包括生物成像、傳感、藥物遞送、光控癌癥治療以及光藥理學等。最后，文章總結了光開關未來在生物應用中的發(fā)展機遇與挑戰(zhàn)。這篇文章討論了一個前沿的跨學科研究領域，有望推動動態(tài)智能響應材料在生物醫(yī)學領域的進一步發(fā)展。

文章的第一作者為東南大學博士生徐楊，通訊作者為東南大學李全和湯玉琪。該研究工作得到了江蘇省"雙創(chuàng)團隊"計劃等項目的資助。