Construction Strategies of BODIPY-based NIR-II J-Aggregates and Their Progress in Bio-optical Applications

doi:10.7503/cjcu20260098

Abstract

Abstract:

Near-infrared II（NIR-II， 1000—1700 nm） dyes have emerged as a promising tool for in vivo fluorescence imaging due to their enhanced tissue penetration， reduced light scattering， and minimized autofluorescence interference. In various aggregated systems， J-aggregates typically form through “head-to-tail” or “slip-stack” arrangements of dye molecules， resulting in a pronounced red shift in both absorption and emission spectra， offering an effective strategy for achieving NIR-II emission. Recent studies have introduced a range of borondipyrromethene（BODIPY） derivatives that， through molecular design and self-assembly， form NIR-II J-aggregates with excellent photophysical properties. The core construction strategy lies in effectively blocking H-face-to-face stacking between the backbone by introducing steric hindrance， regulating electronic effects， or constructing non-covalent interaction networks， thereby inducing and stabilizing highly ordered J-type slip stacking. This review provides a comprehensive overview of the progress in the molecular design， synthesis， self-assembly behavior， and structural regulation of BODIPY-based NIR-II J-aggregates. Furthermore， it highlights their recent advancements in biomedical applications， including biological imaging， photothermal therapy（PTT）， photodynamic therapy（PDT）， and integrated theranostics. The challenges and future perspectives for BODIPY-based NIR-II dyes are also discussed.

Key words: Borondipyrromethene, J-aggregates, Photothermal therapy, Photodynamic therapy, Bioimaging

CLC Number:

O644.1

TrendMD:

ZHAO Kunxiang, CHEN Tingrui, LI Yukang, HU Yangyizhi, ZHAO Bingjie, DANG Dongfeng. Construction Strategies of BODIPY-based NIR-II J-Aggregates and Their Progress in Bio-optical Applications[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2026, 47(5): 20260098.

Figures/Tables 9

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