2025年12月8日,华东理工大学杨有军教授应邀来我校讲学。报告会在花津校区礼勤楼702会议室举行,由化材学院王官武教授主持,化材学院部分师生参加了此次报告会。
杨有军教授作了题为“红外咕吨染料分子工程”的学术报告。他首先简要介绍了有机染料在细胞染色、染色体发现、抗生素、光敏剂及DNA测序等领域的广泛应用,并指出近红外光吸收与发射的有机染料在生物医学领域具有重大需求,然而目前可用的近红外有机染料种类十分有限。同时,随着吸收与发射波长的红移,染料的HOMO-LUMO能级差降低,导致其易于发生氧化还原反应,存在本征不稳定性问题。此外,当前近红外染料以花菁类衍生物为主,其分子中含有多重双键结构,易受生物体系中亲核分子的加成作用影响,并且双键本身也容易发生光降解。针对这些挑战,杨有军教授课题组长期致力于开发在生物介质中具有高稳定性的近红外染料,成功设计并构建了一系列吸收与发射波长可达1300 nm的近红外EC染料。课题组创新性地提出立体架构染料策略,通过引入立体位阻基团,有效屏蔽亲核试剂进攻,从而显著提升了染料的化学稳定性。进一步地,他们利用硅桥连基团对EC5染料进行结构改造,研发出ESi5染料,使其性能得到进一步提升。相较于传统的花菁类染料(如Cy系染料及吲哚菁绿),杨老师所发展的EC系列近红外荧光染料在多个关键指标上展现出了显著的优势:其谱峰窄、荧光强度高,有助于实现更清晰的荧光标记与成像效果;同时具备优异的光稳定性,在相同光照条件下的光漂白比例仅为吲哚菁绿的1/10至1/1000。此外,该系列染料还展现出良好的生物相容性,能够抗光漂白、抗氧化并抵抗生物硫醇的加成作用,适用于细胞与生物组织的染色。杨老师进一步展示,这类染料不仅在小动物活体荧光显微成像中表现突出,还兼具光热、光声和光动力等多重功能。它们不仅能够满足生物医学领域在红外成像与光热消融等方面的迫切需求,更凭借其独特性能,为细胞及活体荧光成像提供了有力的技术支撑。最后,杨教授介绍了课题组近期通过在外围引入烷基取代基以显著增强染料摩尔消光系数的研究进展,并提出了“量子限域超吸收染料”这一新颖设计理念。报告结束后,杨有军教授与在场师生展开了深入的学术讨论,并对与会者提出的问题进行了详细解答。

杨有军,华东理工大学药学院教授,博士生导师,国家优青(2018)。1997-2002年,中国科学技术大学本科;2002-2007年,路易斯安那州立大学博士:2007年至2010年,德克萨斯大学奥斯汀分校博士后;2010年一现在,华东理工大学药学院药物化工所钱旭红院士团队。曾获上海市青年学术带头人 (2022 ) 、Czarnik Emerging InvestigatorAward (2018)、华东理工大学校长奖(2017)、上海市科技启明星(2013)等奖项。研究方向为染料精细化工;短波红外荧光染料;荧光导引手术。聚焦新型功能荧光染料的设计开发,对接生物、医学、材料等领域前沿应用需求。开发EC系列高性能红外荧光染料,为基于800-1300nm红外波段的生物医学前沿应用提供了优选染料母核,并在多色手术导航染料方面取得突破:开发系列荧光分子探针,可实时原位监测生物氧化还原和pH;开发光控、光计量生物活性分子供体,实现小分子药物的靶向可控释放和高时空分辦光学影像示踪;开发结构多样性染料库,筛选发现能快速杀灭耐药菌的染料。在JACS、Angew、Nat. Comm.、 PNAS、Org: Lett.、 Anal. Chem.、Chem. Comm.等高影响期刊上发表论文70余篇。