Tracking the dynamics of mitochondrial morphology has attracted much research interest because of its involvement in early stage apoptosis and degenerative conditions. To follow this process, highly specific and photostable fluorescent probes are in demand. Commercially available mitochondria trackers, however, suffer from poor photostability. To overcome this limitation, we have designed and synthesized a fluorescent agent, tetraphenylethene-triphenylphosphonium (TPE-TPP), for mitochondrial imaging. Inherent from the mitochondrial-targeting ability of TPP groups and the aggregation-induced emission (AIE) characteristics of the TPE core, TPE-TPP possesses high specificity to mitochondria, superior photostability, and appreciable tolerance to environmental change, allowing imaging and tracking of the mitochondrial morphological changes in a long period of time.

Intracellular pH (pHi) is an important parameter associated with cellular behaviors and pathological conditions. Sensing pHi and monitoring its changes in live cells are essential but challenging due to the lack of effective probes. We herein report a pH-sensitive fluorogen for pHi sensing and tracking. The dye is a tetraphenylethene-cyanine adduct (TPE-Cy). It is biocompatible and cell-permeable. Upon diffusing into cells, it responds sensitively to pHi in the entire physiological range, visualizing the acidic and basic compartments with intense red and blue emissions, respectively. The ratiometric signal of the red and blue channels can thus serve as an indicator for local proton concentration. The utility of TPE-Cy in pHi imaging and monitoring is demonstrated with the use of confocal microscopy, ratiometric analysis, and flow cytometry.

Amyloid fibrillation of proteins is associated with a great variety of pathologic conditions. Development of new molecules that can monitor amyloidosis kinetics and inhibit fibril formation is of great diagnostic and therapeutic value. In this work, we have developed a biocompatible molecule that functions as an ex situ monitor and an in situ inhibitor for protein fibrillation, using insulin as a model protein. 1,2-Bis[4-(3-sulfonatopropoxyl)phenyl]-1,2-diphenylethene salt (BSPOTPE) is nonemissive when it is dissolved with native insulin in an incubation buffer but starts to fluoresce when it is mixed with preformed insulin fibril, enabling ex situ monitoring of amyloidogenesis kinetics and high-contrast fluorescence imaging of protein fibrils. Premixing BSPOTPE with insulin, on the other hand, inhibits the nucleation process and impedes the protofibril formation. Increasing the dose of BSPOTPE boosts its inhibitory potency. Theoretical modeling using molecular dynamics simulations and docking reveals that BSPOTPE is prone to binding to partially unfolded insulin through hydrophobic interaction of the phenyl rings of BSPOTPE with the exposed hydrophobic residues of insulin. Such binding is assumed to have stabilized the partially unfolded insulin and obstructed the formation of the critical oligomeric species in the protein fibrillogenesis process.

There is a great demand for long-term cellular tracers because of their great importance in monitoring biological processes, pathological pathways, therapeutic effects, etc. Herein we report a new type of fluorescence "turn-on" probe for tracing live cells over a long period of time. We synthesized the fluorogenic probe by attaching a large number of tetraphenylethene (TPE) labels to a chitosan (CS) chain. The resultant TPE-CS bioconjugate shows a unique aggregation-induced emission (AIE) behavior. It is nonfluorescent when dissolved but becomes highly emissive when its molecules are aggregated. The AIE aggregates can be readily internalized by HeLa cells. The cellular staining by the TPE-CS aggregates is so indelible that it enables cell tracing for as long as 15 passages. The internalized AIE aggregates are kept inside the cellular compartments and do not contaminate other cell lines in the coculture systems, permitting the differentiation of specific cancerous cells from normal healthy cells.

Molecules of siloles are almost non-fluorescent but their nanoaggregates are highly emissive, exhibiting aggregation-induced emission (AIE). The AIE-active aggregates are cytocompatible with living cells, stain cytoplasms of HeLa cells indelibly without contaminating another type of cell line in a co-culture system, and remain visible for a long period of time. Detailed facts of importance to specialist readers are published as "Supporting Information". Such documents are peer-reviewed, but not copy-edited or typeset. They are made available as submitted by the authors. Please note: The publisher is not responsible for the content or functionality of any supporting information supplied by the authors. Any queries (other than missing content) should be directed to the corresponding author for the article.

Wearing face masks has been widely recommended to contain respiratory virus diseases, yet the improper use of masks poses a threat of jeopardizing the protection effect. We here identified the bacteria viability on common face masks and found that the majority of bacteria (90%) remain alive after 8 h. Using laser-induced graphene (LIG), the inhibition rate improves to ∼81%. Combined with the photothermal effect, 99.998% bacterial killing efficiency could be attained within 10 min. For aerosolized bacteria, LIG also showed superior antibacterial capacity. The LIG can be converted from a diversity of carbon precursors including biomaterials, which eases the supply stress and environmental pressure amid an outbreak. In addition, self-reporting of mask conditions is feasible using the moisture-induced electricity from gradient graphene. Our results improve the safe use of masks and benefit the environment.

A heteroatom-containing organic fluorophore 1-(4-pyridinyl)-1-phenyl-2-(9-carbazolyl)ethene (CP3E) was designed and synthesized. CP3E exhibits the effect of intramolecular charge transfer (ICT) caused by the donor–acceptor interaction between its carbazole and pyridine units. Whereas it emits faintly in solution, it becomes a strong emitter in the aggregated state, demonstrating the phenomenon of aggregation-induced emission (AIE). Its emission can be reversibly switched between blue and dark states by repeated protonation and deprotonation. Such behaviour enables it to work as a fluorescent pH sensor in both solution and the solid state and as a chemosensor for detecting acidic and basic organic vapors. Analyses by NMR spectroscopy, single-crystal X-ray diffraction and computational calculations suggest that the change in electron affinity of the pyridinyl unit and molecular conformation of CP3E upon protonation and deprotonation is responsible for such sensing processes.

This review outlines the fabrication methods and bioimaging applications of the fluorescent nanoparticles based on AIE luminogens (AIE dots).

A series of tetraphenylethene-containing BODIPYs with emissions from visible to near-IR and large Stokes shifts up to 142 nm have been designed and synthesized. They show solvatochromic fluorescence and can be utilized as fluorescent visualizers for intracellular imaging.

Melding a benzothiazolium unit with tetraphenylethene generates a new hemicyanine luminogen with aggregation-induced emission characteristics; the luminogen exhibits crystochromism and its solid-state emission can be repeatedly tuned from yellow or orange to red by grinding–fuming or grinding–heating processes due to the transformation from the crystalline to the amorphous state and vice versa.