合作团队采用分子结构调控策略构建高亮度有机固体发光材料用于生物成像和光动力治疗
合作团队采用分子结构调控策略构建高亮度有机固体发光材料用于生物成像和光动力治疗
在当今科研界,对荧光分子结构的改造受到广泛关注,它在多个领域展现出了显著的作用。这一改造过程涉及到的结构变动相当复杂,尽管如此,所取得的成果依然令人感到鼓舞。但研究人员打破了这种结构,使苯环转子发生扭曲,分子骨架随之释放,从而改变了原有情况。这促使AIE效应的产生,并提升了固态荧光的强度。在聚集态和固态下,这种制约有助于阻止激发态能量的非辐射传递,使得化合物显现出AIE特性,并具备较高的固态荧光效果。
在当今科研界,对荧光分子结构的改造受到广泛关注,它在多个领域展现出了显著的作用。这一改造过程涉及到的结构变动相当复杂,尽管如此,所取得的成果依然令人感到鼓舞。
喹吖啶酮衍生物DPQA的结构与效应
DPQA原本拥有分子内部的大π-共轭平面刚性结构。这一结构使得在固态状态下,分子间的π-π相互作用引起了聚集,进而导致了荧光淬灭,也就是所说的ACQ效应。但研究人员打破了这种结构,使苯环转子发生扭曲,分子骨架随之释放,从而改变了原有情况。这促使AIE效应的产生,并提升了固态荧光的强度。这种变化与原来的荧光淬灭形成了鲜明对比,通过结构的调整,原本的效应得以转变。而且,这种结构变化的过程遵循着明确的变化逻辑,即从刚性结构到被打破,最终实现新的效应。
BDBO在这个领域有自己的独特之处。它的结构里,四个外围的苯基和中心的苯环非常扭曲,这让相邻分子间的π-π相互作用变得非常小。正因为这个特性,BDBO能有效阻止分子间π-π堆积引起的荧光减弱,从而表现出AIE特性。另外,不同结构的荧光效果差异很明显。
构建推拉电子结构
研究者在BDBO前体研究中有了新发现。BDBO含有双醛基,通过引入不同的电子受体,能巧妙地构建出推拉电子结构。这一过程带来了多项成果,成功研制出固态发光效率极高的材料,效率高达0.99。这些材料色彩调节范围广,双光子吸收性能也很出色。不同电子受体的加入,使得材料具有多样化的多功能性。这对提升材料性能和拓展其功能起到了积极作用。这种结构的构建并不简单,而是精心设计的结果。
化合物的功能性
这些化合物的HOMO和LUMO电子云分布存在一定距离,这一点至关重要。这种距离有助于缩小单线态与三线态的能量差异,进而促进活性氧(ROS)的生成,使化合物具备光动力治疗效果。此外,分子晶体结构研究还发现,相邻分子中心苯环的最短距离均超过7.497Å。这一距离能有效抑制分子间的π-π相互作用,避免在聚集态和固态中荧光减弱。此距离是衡量标准之一,与化合物的功能紧密相关。
化合物晶体中生成了多种分子间的轻微吸引力,这种吸引力对分子的运动有所制约。在聚集态和固态下,这种制约有助于阻止激发态能量的非辐射传递,使得化合物显现出AIE特性,并具备较高的固态荧光效果。换个角度说,分子间的轻微吸引力还提升了化合物的整体性能。
细胞成像方面的应用
六种有机发光材料在细胞成像中展现出优异的性能。它们能精确地捕捉细胞内脂滴的图像。这些材料在成像过程中具备诸多优点,例如信噪比高、生物相容性强、光稳定性好。以A549细胞的成像为例,实验中利用了这些材料的双光子特性,在近红外双光子激发下,成像效果更加出色。与单光子激发相比,成像的对比度和分辨率均有所提高。由此可知,这些化合物在细胞研究和医学相关领域具有极大的应用前景。
这六种化合物在细胞共聚焦成像实验中表现出优异的成像效果。每种化合物都拥有自己独特且高效的成像特点。借助这些特性,我们得以清晰观察到细胞内部的脂滴分布情况。
体内外实验与肿瘤消融
这些化合物在体内和体外实验中都表现出优异的性能。在低功率白光照射下,它们能产生活性氧。特别是BDBDC分子,它在生成活性氧方面尤为出色。这一特性使得它能够用于小鼠肿瘤的消融,并在治疗过程中显现出良好的光动力治疗效果,同时保持了良好的生物相容性。我们还对六种不同浓度的化合物在光照下对A549细胞的光动力杀伤效果进行了检测。这些实验结果总体上证实了这些化合物在生物医学领域的重要价值。
你知道有哪些研究是通过调整分子构造,带来了明显的好处的吗?可以留言分享这些成果,也欢迎点赞和分享这篇文章。