光合作用将太阳能转换为化学能，并分解水生成氧气，固定二氧化碳生成有机物，是实现“碳中和”的重要天然途径。为提高光合作用效率，香港科技大学唐本忠院士，现为香港中文大学（深圳）理工学院院长，其团队提出了一种通过精准设计带有活性炔和聚集诱导发光性质（AIE）的新型有机荧光染料，通过温和的生物共轭反应，功能化改造活性叶绿体，实现光合作用促进的新策略。相关工作以“Augmenting photosynthesis through facile AIEgen-chloroplast conjugation and efficient solar energy utilization”为题，在Materials Horizons 期刊上作为封面论文发表。
研究概述
白昊天等人设计并合成了两种带有活性炔基团和 AIE 性质的有机荧光染料 TPE-PPO 和 TPA-TPO。在室温条件下，无需任何金属催化剂，它们快速、温和地与叶绿体上的蛋白进行生物共轭反应，稳定地连接在活性叶绿体表面。
借助匹配的光物理性质，TPE-PPO 可实现将太阳光中具有一定生物毒性的紫外光转化为可被叶绿体利用的蓝光，TPA-TPO 可实现将太阳光中无法被叶绿体吸收的绿光转换为可被利用的红光，从而促进光反应中电子和三磷酸腺苷（ATP）的生成，提高光合作用效率。该体系利用带有活性炔基团的 AIE 分子，基于生物共轭反应策略，实现对天然活性叶绿体的稳定共价修饰；通过匹配的能量传递路径，AIE 拓宽天然活性叶绿体光捕获范围并增强其光吸收能力，为提高光合作用效率提供了新的思路和解决方案。
论文信息
Augmenting Photosynthesis Through Facile AIEgen-Chloroplast Conjugation and Efficient Solar Energy Utilization
Haotian Bai, Haixiang Liu, Xu Chen, Rong Hu, Meng Li, Wei He, Jian Du, Zhiyang Liu, Anjun Qin, Jacky W Y Lam, Ryan T K Kwok and Ben Zhong Tang*(唐本忠，香港科技大学)
Materials Horizons, 2021, 8, 1433-1438.
http://doi.org/10.1039/D1MH00012H
主要作者简介
白昊天博士
本科毕业于湖南大学化学化工学院，导师蒋健晖教授；博士毕业于中国科学院化学研究所有机固体实验室，导师王树研究员。2017年至2021年，先后于加州大学洛杉矶分校（UCLA）Yunfeng Lu教授课题组和香港科技大学（HKUST）唐本忠院士课题组从事博士后研究工作。主要从事有机生物功能分子材料的设计和跨学科应用研究。
刘海翔博士
本科毕业于南开大学生命科学学院，博士毕业于香港科技大学化学与生物工程系，现为博士后，主要从事基于微藻光合固碳和生物资源开发的聚集诱导发光材料研究。
陈旭博士
本科及硕士毕业于湘潭大学化学学院，博士毕业于华南理工大学材料科学与工程学院，现为中山大学附属第五医院博士后，目前主要从事感染疾病诊疗高分子材料的研究。
通讯作者简介
于 1982 年和 1988 年分别在华南理工大学和日本京都大学取得学士学位和博士学位，于 1989-1994 年在加拿大多伦多大学进行了博士后研究并于 Neos 公司任高级研究员。1994 年加入香港科技大学从事学术研究工作，2008 年晋升为讲席教授。2021 年，加入香港中文大学（深圳）任理工学院院长。唐教授为中国科学院院士、发展中国家科学院院士、亚太材料科学院院士、国际生物材料科学与工程学会联合会会士、英国皇家化学会会士。主要从事高分子化学和光电功能材料研究，在聚集诱导发光（Aggregation -Induced Emission, AIE）这一化学和材料前沿领域取得了原创性和引领性的研究成果。作为 AIE 概念的提出者和研究的引领者，唐教授累计发表科学论文 1600 余篇，他引十一万余次，h 指数 155。自 2014 年至今，唐教授连续入选化学和材料科学双领域高被引用科学家，获得多项荣誉及奖励，如国家自然科学一等奖（2017），何梁何利科学与技术进步奖（2017），裘槎高级研究成就奖（2007）等。唐教授现任 Wiley 出版社发行的 Aggregate 杂志的主编。
现任职于香港科技大学化学系，致力于开发具有聚集诱导发光（AIE）特性的功能纳米材料及其生物应用探索。以第一作者或通讯作者在 Chem. Soc. Rev., Angew. Chem. Int. Ed., J. Am. Chem. Soc., 等国际权威期刊发表论文 20 余篇，总引用超过 14400 次，h 指数 59，授权专利 11 项。
博士毕业于中国科学院宁波材料技术与工程研究所，博士后师从香港科技大学唐本忠院士，现为东南大学化学化工学院和智能材料研究院副教授，致力于聚集诱导发光材料的研究和应用拓展等。目前在 Materials Horizons、ACS Nano 等杂志发表 SCI 论文 30 余篇。授权中国专利 2 项。
