近期，课题组与复旦大学张凡教授团队合作，在小分子量近红外染料分子设计领域取得重要进展，以 Ultra-photostable small-molecule dyes facilitate near-infrared biophotonics《超光稳定小分子染料促进近红外生物光子学》为题发表在著名综合性自然子刊《Nature Communications》15, 2593(2024)。课题组专任副研究员胡竹斌和复旦大学博士生晏魁为论文共同第一作者，复旦大学化学系王尚风教授、张凡教授和课题组孙海涛研究员为论文共同通讯作者。

       具有长波长、近红外发射的小分子染料在生物光子学领域中非常具有吸引力。传统分子设计依赖于共轭扩展的芳香族结构进行波长红移，但是这会以应用性能（如光稳定性、细胞渗透性和功能性）为代价的。在本文中，我们报道了一种基于基态反芳香性设计策略，并展示了14种具有“迷你”结构的氨基芴染料分子结构（分子量：299–504 Da，并覆盖700–1600nm的不同光谱范围。所设计的分子具有很好的细胞渗透性，这将肾损伤的光学诊断加速50 min。据此，开发了一个用于体内细胞内传感的紧凑型分子传感平台，并展示了这些染料在多光谱荧光和光声成像中的多功能应用。结合理论计算研究表明（诸如磁描述符等）在电子激发时的芳香性反转不仅降低了体系能隙，而且诱导了强振动耦合，从而产生了超快的激发态动力学和优良的光稳定性。这些结果支持了基态反芳香性策略作为染料开发的一个有用设计规则的论点，使其能够实现现代生物光子学所必需的性能。