作者首次利用去质子组装策略及多组分协同增强效应解决了多组分镧系分子笼在水中稳定性和溶解性差的瓶颈问题。作者设计合成了一系列具有不同弯曲角度的2,6-吡啶双四氮唑基配体，通过与镧系金属组装构筑了一系列Ln2nL3n (Ln=稀土离子；L=有机配体；n = 2, 3, 4 和 5) 水溶性镧系分子笼。它们在极性溶剂条件下表现出历史最高的光致发光量子效率：Tb8L2a12在水中的总量子产率为11.2%，Tb8L2b12在DMSO中的总量子产率为76.8%。同时，由于巨大的分子量和刚性骨架特征，钆分子笼具有极高的纵向弛豫速率r1=400.53 mM-1S-1，可以作为潜在的磁共振成像造影剂（MRI CAs）用于小鼠活体成像。与商用Gd-DTPA（实测纵向弛豫速率r1=3.75 mM-1S-1）相比，多核Gd8L2b12在肿瘤组织的成像效果更好、且保留时间更长。在此基础上，作者进一步通过混金属组装策略成功构筑了Eu/Gd双金属掺杂分子笼，并成功展示它在细胞荧光标记和MRI双模式成像中的应用前景。该项工作不仅为水溶性多核镧系有机多面体的设计合成提供了新的思路，更为超分子材料在生物成像、载药等方面的应用提供了新的选择。 该文章由暨南大学研究员贺利贞和福建物构所博士研究生王卓为共同第一作者完成，相关研究结果发表在J. Am. Chem. Soc.（DOI: 10.1021/jacs.0c07514）。