9月16日，东南大学生物科学与医学工程学院/数字医学工程全国重点实验室梁高林教授联合南洋理工大学浦侃裔教授、华中科技大学张燕教授，在国际顶级学术期刊《自然材料（Nature Materials）》上发表题为《分子余辉成像在生物医学中的应用（Molecular afterglow imaging for biomedical applications）》的综述论文。（Nature Materials. 2025, DOI: 10.1038/s41563-025-02338-z）

光学成像技术借助光学探针，能够在分子水平上检测生理和病理变化，从而实现对活体内复杂生化过程的可视化观察。该技术具备高时空分辨率，能够以非侵入、原位和动态的方式监测疾病的发展进程。根据发光信号寿命的不同，光学成像主要可分为三种类型：荧光成像、磷光成像与余辉成像（图1a）。荧光成像因其发射过程快速且寿命较短，激发停止后信号立即衰减，故需在实时光照下进行。这一特性使其易受生物样本或组织中自发荧光生物分子产生的背景荧光干扰，从而对信噪比造成影响。相比而言，磷光成像由于其具有较长或超长（可达数秒）的发光寿命，可在激发停止后采集成像信号，因而能够在较短的成像时间窗内有效避免自发背景荧光的影响。而余辉成像依赖于在激发停止后仍具有超过1分钟发光寿命的余辉材料，实现了无自发背景荧光的成像模式，代表了一种兼具长时持续发光（数分钟至数天）和超高信噪比的特点，尤其适用于活体内长时间监测（图1b）。此外，凭借其长寿命特性及原位可重复储能的能力，余辉成像能够在较长时程的医疗过程（如手术导航及过继转移细胞追踪）中实现连续成像，这些应用在其他成像模式中通常难以实现。更重要的是，余辉材料可被多种能源激发，包括光、超声和电离辐射，分别产生光致余辉、声致余辉和辐射余辉。这些激发方式的组织穿透深度依次递增，使得余辉成像能够识别传统光学成像模式难以探测的深部病灶（图1c）。鉴于余辉成像的上述优势，开发功能与性能更优的余辉材料日益受到关注（图1d）。

基于上述背景，该工作系统综述了分子余辉成像在生物医学领域中的最新研究进展，并重点探讨了由光、超声及电离辐射诱导的三类余辉成像模式（光致余辉、声致余辉与辐射余辉），对其材料体系及发光机制进行了深入探讨。同时，该工作系统阐述了调控余辉材料发光寿命、信号强度与发射波长的策略，并提出了面向体内应用的余辉探针设计原则，强调其应具备生物标志物激活式信号响应能力及良好的生物相容性等关键特性。最后，该工作还重点介绍了余辉材料在疾病诊断、影像引导治疗及体外诊断等方面的应用，并讨论了该技术临床转化过程中面临的主要挑战。

该论文的第一作者为南洋理工大学博士后徐程。东南大学梁高林教授、华中科技大学张燕教授和南洋理工大学浦侃裔教授为论文的共同通讯作者。该工作在国家自然科学基金重点项目（22234002）的资助下完成。

文章链接：https://www.nature.com/articles/s41563-025-02338-z