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在生物医学领域，探索生物分子的结构、示踪其发挥作用的内在机制与过程非常重要，但是采用什么技术手段使这些内在过程“可视化”是一项非常富有挑战的工作。目前，多数生物分子和生物材料自身没有可以用作有效观察的荧光，通常采用偶联荧光分子或者其他成像单元来实现生物靶标分子的示踪。

生物偶联反应通常要求反应效率高，不产生额外副产物或仅产生氮气或水。传统的生物偶联策略往往需要重金属催化，如铜，或需要复杂的多步前修饰处理，重金属残留造成的潜在毒性不利于后续生物应用；待修饰对象的结构复杂性限制了其预修饰；如蛋白质是生命体中重要的构筑单元，其结构和功能非常复杂，预修饰本身已存在显著的挑战。

另外，针对活细胞的全细胞成像，甚至对生命体的荧光标记始终是个难题，传统的方法采用基因手段，但操作复杂，不确定性高。总之，由于被修饰生物对象的复杂性，迫切需要发展一种广泛适用、无金属参与、不需要预修饰的简单偶联策略，用于对不同生物靶标分子甚至对生命体的直接修饰标记，具有重要的学术与转化价值。

2018年12月12日，香港科技大学唐本忠院士课题组报道了一种简单的无金属参与、无预修饰的一步法生物偶联新策略，实现多级对象的功能化标记与应用，如天然高分子、合成高分子、多肽、蛋白质、活细胞快速染色、活细菌快速识别染色、无机材料修饰等，以题为 “A Simple Approach to Bioconjugation at Diverse Levels: Metal-Free Click Reactions of Activated Alkynes with Native Groups of Biotargets without Prefunctionalization”发表在Research上。

唐本忠现任香港科技大学讲座教授，在2009年和2013年分别当选为中国科学院（CAS）和英国皇家化学学会（RSC）院士，主要从事高分子合成方法论的探索、先进功能材料的开发等，在2001年首次提出了“聚集诱导发光（AIE）”新概念，并持续开展系统深入研究。

基于活化炔的高效偶联，作者还验证了微米级二氧化硅球的荧光标记，说明该偶联策略可以拓展到无机材料的表面修饰与功能应用。因此，基于活化炔的无金属参与、无预修饰的一步法生物偶联策略不仅是生物靶标分子标记的一个通用平台，还为有机材料和无机材料的修饰提供了一种通用方法，有望为生物学、化学、材料科学以及相关交叉学科研究提供技术支持，具有尤为重要的生物医学应用前景。

注：本文转载自公号“Research科学研究”。