双亲性聚集诱导发光荧光分子的构建及应用
双亲性聚集诱导发光荧光分子(amphiphilic aggregation-induced emission fluorogens, AAIEgens)是一类具有两亲性结构的发光分子,它们在水溶液中可以自组装成纳米胶束,从而实现聚集诱导发光(aggregation-induced emission, AIE)的效应。AIE是指一些分子在稀溶液中发光微弱,但在聚集态下发光强度显著增强的现象。AIE与传统的荧光分子相反,后者通常在聚集态下发生荧光猝灭(aggregation-caused quenching, ACQ)。
选择合适的发色团:发色团是决定AAIEgens发光性能的核心部分,通常需要具有非平面的构型和较大的分子内旋转能障(intramolecular rotation barrier),以便在聚集时抑制非辐射跃迁而实现AIE效应。常用的发色团有四苯基乙烯(tetraphenylethylene, TPE)、四苯基环丁烯(tetraphenylcyclobutadiene, TPCB)、四苯基环戊二烯(tetraphenylcyclopentadiene, TPCP)等。
设计合适的两亲性结构:两亲性结构是决定AAIEgens自组装行为和形貌的关键部分,通常需要具有明显的亲水和疏水区域,以便在水溶液中形成纳米胶束。常用的两亲性结构有单链或双链烷基、聚乙二醇(polyethylene glycol, PEG)、多肽、脂肪酸等。
调节合适的组装条件:组装条件是决定AAIEgens纳米胶束稳定性和功能性的重要因素,通常需要考虑溶剂、温度、pH、离子强度等参数对组装过程和结果的影响。不同的组装条件会导致不同的胶束大小、形状、荧光强度和寿命等。
一种具有双亲性和荧光发射可切换特性的AIEgen,用于区分长链脂肪酸。该AIEgen可以在水溶液中发出蓝色荧光,在有机溶剂中发出红色荧光,并且可以与长链脂肪酸形成微乳液,从而改变其荧光颜色和强度。该AIEgen可以实现对不同长度和不饱和度的长链脂肪酸的快速、灵敏和可视化的检测。
开发一种具有双亲性和抗菌活性的AIEgen,用于快速和特异地检测革兰氏阳性细菌。该AIEgen可以与革兰氏阳性细菌表面的脂多糖结合,从而诱导其聚集并发出强烈的红色荧光信号。该AIEgen可以在10分钟内实现对革兰氏阳性细菌的高效、准确和可视化的检测,并且对革兰氏阴性细菌和人类正常细胞无毒无害。
参考文献:
[1]Amphiphilic AIEgen for Rapid and Specific Detection of Gram-Positive Bacteria.
[2]Aggregation-induced emission: fundamentalunderstanding and future developments.
[3]Y. Zhao, Z. Xie, H. Gu, C. Zhu, Z. Gu, Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 3297.
[4]Amphiphilic aggregation-induced emission fluorogens: from molecular design to biomedical applications.
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