线粒体膜电位荧光探针的AIE（聚集诱导发光）特性，是指探针分子在分散状态下荧光较弱或几乎无荧光，而在聚集状态时因分子内运动受限，荧光显著增强的特殊光学性质。其特性与传统荧光探针（如聚集导致荧光淬灭）恰好相反，使其在线粒体成像中展现出独特优势：
高信噪比成像：传统荧光探针进入线粒体后，若因浓度过高或局部聚集容易发生荧光淬灭，导致成像信号模糊。而具有 AIE 特性的线粒体膜电位探针，会在靶向线粒体后因膜环境中的富集或聚集而激活强荧光，背景（如胞质中未聚集的游离探针）荧光极弱，从而显著提升成像的信噪比，清晰区分线粒体的形态和分布，即使在低浓度下也能实现高灵敏度检测。
抗光漂白能力强：AIE 探针的发光机制与分子内旋转受限相关，其化学结构通常具有较高的稳定性，在持续激光照射下不易发生光氧化或结构破坏，光漂白现象明显弱于传统探针，这一优势使其适合长时间动态追踪线粒体的形态变化（如分裂、融合）或膜电位的实时波动，尤其适用于活细胞或活体的长时间成像实验。
靶向性与膜电位响应的协同性：多数线粒体 AIE 探针兼具亲脂性阳离子特性，可通过线粒体膜电位（负内正外）的静电吸引靶向富集于线粒体，而聚集过程又进一步增强荧光信号，这种“靶向-聚集-发光”的协同作用，不仅确保了对线粒体的高选择性标记，还能通过荧光强度的变化间接反映膜电位的高低 —— 当膜电位下降时，探针的富集能力减弱，聚集程度降低，荧光随之减弱，从而实现对线粒体功能状态的动态监测，兼具成像和功能指示双重价值。
减少生物毒性：由于 AIE 探针在聚集状态下才发光，检测时无需高浓度探针即可获得强信号，低浓度使用可减少探针分子对线粒体正常生理功能的干扰（如避免破坏膜结构、影响能量代谢），降低生物毒性，更适合活细胞成像及长期观察，尤其适用于对细胞活性敏感的实验体系（如干细胞、神经元等）。
此外，部分 AIE 探针还可设计为近红外发光，进一步提升组织穿透深度，为活体线粒体成像提供更优选择，克服传统可见光探针在深层组织成像中信号衰减的局限，这些特性使 AIE 型线粒体膜电位探针在细胞生物学、疾病诊断（如线粒体功能异常相关疾病）及药物筛选中具有广阔应用前景。
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