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Nat. Commun.：“聚集平凡也能發(fā)光”—基于分子水平增強簇集發(fā)光效應(yīng)的非常規(guī)天然熒光探針實現(xiàn)新污染物高效傳感分析
來源：同濟(jì)大學(xué) 2023-02-01
導(dǎo)讀：近日，同濟(jì)大學(xué)毛舜教授與香港中文大學(xué)唐本忠院士在國際權(quán)威刊物《自然通訊》上合作發(fā)表研究論文Molecular-level enhanced clusterization-triggered emission of nonconventional luminophores in dilute aqueous solution, Nature Communications, 2023, 14:409。
基于簇集誘導(dǎo)發(fā)光效應(yīng)（CTE）的非常規(guī)發(fā)光材料具有環(huán)境友好性、親水性、優(yōu)異的生物相容性等優(yōu)點，在傳感、成像和生物醫(yī)藥領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。然而，目前報道的非常規(guī)發(fā)光材料均只在結(jié)晶態(tài)或者高濃度溶液中具有熒光性能，在低濃度溶液中則不發(fā)光，這一問題大大限制了非常規(guī)發(fā)光材料的實際應(yīng)用。本研究報道了一種基于分子水平增強簇集誘導(dǎo)效應(yīng)的通用策略，利用常見天然材料—氨基酸與環(huán)糊精合成了基于氨基酸修飾的環(huán)糊精非常規(guī)發(fā)光分子，首次實現(xiàn)了基于聚集誘導(dǎo)發(fā)光效應(yīng)的非常規(guī)發(fā)光材料在低濃度溶液中的高效熒光性能（發(fā)光分子濃度0.035 wt.%，熒光量子產(chǎn)率40.70%）。本研究通過化學(xué)反應(yīng)將氨基酸小分子（選用了12種常見氨基酸）接枝到環(huán)糊精環(huán)狀結(jié)構(gòu)上，利用環(huán)糊精的有限空間增強氨基酸和環(huán)糊精的非常規(guī)發(fā)色團(tuán)的簇集，引發(fā)電子離域，形成空間共軛（TSC）；進(jìn)一步通過分子內(nèi)與分子間的氫鍵與配位等強相互作用提升構(gòu)象剛化程度，抑制非輻射躍遷，提升熒光量子產(chǎn)率。利用合成的氨基酸修飾的環(huán)糊精發(fā)光分子作為熒光探針，通過智能手機支持的便攜式熒光檢測設(shè)備，基于熒光信號和圖像分析，構(gòu)建了針對四環(huán)素類抗生素（金霉素）的熒光分析方法，實現(xiàn)了高選擇性、高靈敏度的可視化抗生素檢測。本研究提出了基于分子水平增強簇集誘導(dǎo)發(fā)光效應(yīng)的熒光分子合成的新策略，拓展并深化了對非常規(guī)發(fā)光理論的認(rèn)識，促進(jìn)了非常規(guī)發(fā)光材料在熒光傳感與分析成像領(lǐng)域的應(yīng)用。同濟(jì)大學(xué)李秋菊副研究員為該論文第一作者，同濟(jì)大學(xué)為第一單位，本研究得到了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金和中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費的資助。論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-36115-w
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