完成单位：西北工业大学，澳门大学，江西理工大学

完成人：王万河，梁重恒，刘晋彪，王京

成果简介：本项目面向重大疾病防诊与环境健康监测的迫切需求，利用铱配合物的光物理特性，基于分析物介导的金属配体电荷转移（MLCT）激发态变化，创新铱配合物探针的构建理论，开展了以下研究：1）发展了“结合^——传感”的亲和型铱配合物检测原理，探究了这类探针的光学与生物性能调控机制，克服了这类探针在生物兼容性等方面固有缺点；2）发展了“反应^——传感”的活性型铱配合物检测原理，探究了这类探针的光学与生物性能调控机制，实现了低荧光背景检测。本项目提出的构建策略具有很好的普适性与实际应用价值，实现了离子、小分子、蛋白质等分析物的成像分析，为生物功能认识、疾病防诊与环境健康监测提供了有力的工具。相关成果发表在Angewandte Chemie International Edition、Analytical Chemistry等国际知名期刊。

创新点及科学价值：铱配合物发光主要依赖金属配体电荷转移（MLCT），与小分子荧光探针的发光机制（ICT、FRET、PeT、AIE等）截然不同，所以铱配合物生物成像探针构建存在挑战。另一方面，铱配合物大多存在过渡金属配合物毒性大的问题，如何在保留铱配合物光物理特性的同时降低其毒性也是一大挑战。本项目发展了基于“结合^——传感”的亲和型铱配合物生物成像探针和“反应^——传感”的活性型铱配合物生物成像探针的构建原理，克服了铱配合物生物成像探针在生物兼容性等方面固有缺点，建立了高光稳定性的疾病及环境健康相关分析物的成像分析平台。充分利用铱配合物斯托克斯位移大、磷光寿命长、光稳定性高等光学特性，实现了疾病相关蛋白功能的认识与重要分析物的低荧光背景、高灵敏、特异性检测。这两类铱配合物探针的构建策略具有很好的普适性与实际应用价值，已用于离子、小分子、酶、蛋白质等多种分析物的溶液检测及细胞成像研究。这一发现具有重要的理论研究与应用价值，为开发光物理性质优良、生物兼容性好、信噪比高的荧光探针提供了一条新途径、新思路，丰富了荧光探针在生物体系中的应用，使过渡金属配合物成为生物医学领域的一种新型荧光探针，为荧光技术在环境健康监测、疾病发生机制研究、重大疾病诊断提供了重要的科学理论与技术支撑。

社会经济效益：本项目开发的铱配合物探针和相应的分析平台，能够实现复杂生物样品和生命体系内的长时间、低荧光背景检测，这为生物功能认识、疾病防诊与环境健康监测提供了新方法、新工具。这类铱配合物探针相关试剂和技术的进一步研发及产业化将推动相关行业的技术迭代，为我国的环境健康管理和疾病防治提供有力的技术支撑。

应用前景：本项目开发的磷光铱配合物生物成像探针，为国内外环境和生命分析领域提供了新方法和关键技术支持。它有望在环境健康监测、重大疾病发病机制认识及诊疗中发挥重要作用，助力健康中国的建设。