唐本忠聚合诱导发光 唐本忠发现聚集诱导发光
糖尿病是一种极难提早感知的疾病,很多时候被确证的患者已没有痊愈的机会,只能终身注射胰岛素。香港科技大学化学系暨生物医学工程部讲座教授唐本忠发现聚集诱导发光(Aggregation-Induced Emission,简称AIE)现象,让人们能自行检测尿液的糖分含量,进而提早发现并加以治疗。\本报记者 毛依文
昨日,唐本忠在2013当代杰出华人科学家讲座简单介绍了AIE的原理及应用,虽然只蜻蜓点水般做了浅显讲解,但已让人印象深刻。自2001年他发表首篇关于AIE的学术论文以来,十几年间该理论已被引用5000多次,他还被美国科学信息所列为最常被引用的科学家之一。
跳出框框研究发光分子
唐本忠笑言,自己是“十年磨一剑”,在AIE被发现之前,学界一直坚持“聚集淬灭”理论,即发光分子在聚集状态下发光能力会减弱甚至完全消失。但是,发光材料在实际运用时多在聚集状态下完成。
唐本忠进一步解释,传统克服“聚集淬灭发光”的做法是将分子隔离,但极其艰难,因为在固态情况下,分子会自然聚集到一起,“就好像你们(指?一排观众),只有那么多空间,就会挨?坐在一起。”
唐本忠说,一直以来“聚集淬灭”理论就像一个盒子框住大家,不同学者在尝试寻找隔离发光分子的方法上不断碰壁,“大家觉得聚集不好,就一直不让它们聚集,其实有时候我们需要jump out(跳出来)。”
不过,跳出既有理论“独闢蹊径”有一定难度,唐本忠回忆说发现聚集诱导发光现象具偶然性,“我的学生里,第一个发现这个现象的,他没有告诉我,是后来更多人发现以后,才觉得这可能是一个新发现。”自此,他开始发光分子里“反其道而行”的研究,让发光分子越聚集发光能力越强。
唐本忠介绍,AIE的发现非常有用。他举例说,将AIE运用于葡萄糖传感器,人们就可用极简单的方法自行检测尿液中的葡萄糖含量。糖尿病是一种难事前感知的疾病,往往在发现尿液中糖分偏高时候,为时已晚,只能终身注射胰岛素。
“我们将分子设计得能与糖结合,一旦与糖结合,分子量就变大,然后就会聚集,我们的分子一聚集就发光。”唐本忠解释,这样一来只需用UV灯(紫外灯)照射一下尿液,若尿液发光就证明当中含糖分,需赶紧去医院检查、就医。
推翻旧理论开闢新领域
需说明,很多发光分子具“疏水性”(与水相互排斥),在“聚集淬灭发光”情况下一旦被放入水中就会聚集,进而失去发光能力。而据唐本忠介绍,人体内除水之外没有任何有机溶剂,AIE克服“聚集淬灭发光”后,不仅可用于检测尿液中糖分,还可用于体内药物追踪,了解所服药物是否真正作用于疾病点。
唐本忠原来从事高分子聚合物研究,在他看来科学研究是天马行空的,有时推翻旧理论,开闢新领域;有时可在同一大范畴内转换研究方向,“这是科研最好的地方,你会不小心发现一口金井,然后就可以拼命往下刨,有所发现的那种快乐像飘在云端一样。”
