近日，我院王小青副教授在国际著名期刊《Science Advances》（中文译名《科学进展》，《科学》子刊，综合性期刊Top5）上发表题为“Discovery of BODIPY J-aggregates with Absorption Maxima Beyond 1200 nm for Biophotonics”的研究论文（论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.add5660）。理学院为第一完成单位，化学与材料科学系王小青副教授为第一作者，南京大学-南京林业大学联合培养博士生姜志勇为共同第一作者，材料科学与工程学院刘志鹏教授为通讯作者。研究工作得到了南京大学郭子建院士的大力支持和悉心指导，以及陈韵聪副教授在生物实验方面的帮助。该工作得到了国家自然科学基金、江苏省自然科学基金、南京林业大学标志性成果培育项目、南京林业大学理学院标志性成果培育项目等项目的资助。
具有近红外二区（NIR-II, 1000–1700 nm）吸收的有机小分子染料因具有低的光毒性和深层组织穿透能力在生物光子学领域备受关注。然而由于缺乏合适的分子骨架和普适的设计策略，该类染料的发展及应用受到了极大限制。王小青副教授及其所在功能发光材料实验室（https://lumimat.njfu.edu.cn）近年来致力于该类材料的开发，并取得了一系列研究成果（Nat. Commun. 2021, 12, 2376; Angew. Chem. Inter. Ed, 2021, 60, 22376-22384）。
在前期研究工作的基础上，本研究通过“J-聚集”策略首次实现了最大吸收超过1200 nm的氟硼吡咯类染料的构建。研究首先理性设计了一种具有优异“J-聚集”性能的乙烯基桥连氟硼吡咯二聚体BisBDP1。研究进一步通过在BisBDP1结构中引入供电子基团，获得了分子BisBDP2。该分子不仅单体的最大吸收波长达到1100 nm，而且其“J-聚集体”的最大吸收波长达到1300 nm。所获得的“J-聚集体”表现出优异的光声成像能力和高效的光热转换效率，同时，其光/热稳定性和生物相容性优势明显。活体实验结果证明了该“J-聚集体”在光声成像和光热消融深部肿瘤方面的潜力。该研究将促进具有NIR-II吸收的新型有机小分子染料的探索，进一步推动其在生物光子学中的应用。
