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r18 动漫 我院颜红侠西席团队Angew:超支化聚硼酸酯—以硼原子构筑具有高量子产率和多色辐照的新式非传统荧光团聚物

发布日期:2024-10-08 05:24    点击次数:156

r18 动漫 我院颜红侠西席团队Angew:超支化聚硼酸酯—以硼原子构筑具有高量子产率和多色辐照的新式非传统荧光团聚物

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非传统荧光团聚物由于其优异的生物相容性和环境友好性而广受野心者的柔和r18 动漫,自聚酰胺胺(PAMAM)的本征荧光辐照被发现以来,野心者制备了多种类型的非传统荧光团聚物,如聚酯(PE),聚乙烯亚胺(PEI),聚氨基酯(PAE),聚酰胺(PEA)、超支化聚碳酸酯(HBPC)及超支化聚硅氧烷(HBPSi)等。但是,非传统荧光团聚物仍多量面对荧光强度不高、量子产率低且对其发光机理缺少深远的意识等问题。

图1.超支化聚硼酸酯(P1、P2、P3)的制备旨趣偏激在日光和紫外灯下的相片

硼原子的价电子结构为2s22p1,除了成键电子外,还具有一个空的2p轨说念,使含硼化合物具有独到的光学性能。近期西北工业大学颜红侠西席团队,与香港华文大学(深圳)唐本忠西席合营,以硼原子构筑了一类具有高量子产率和多色辐照的新式非传统荧光团聚物——超支化聚硼酸酯。作家期骗硼酸三丁酯与具有不同碳链长度的二元醇制备了三种不同结构的超支化聚硼酸酯(P1、P2、P3),发现其在365 nm的紫外灯下均可辐照出亮堂的荧光,且跟着激励波长的变化,三种团聚物均具有多色荧光辐照特质。但由于结构上的各异而发达出不同的荧光性质,P1、P2和P3最好激励/辐照离别为460/540 nm、400/460 nm和360/420 nm。令东说念主惊喜的是,团聚物P2的全王人荧光量子产率高达54.1%,不错与部分芳醇族团聚物相失色。这种荧光团聚物还具有荟萃指示发光(AIE)和浓度增强发光(CEE)特质。

图2.超支化聚硼酸酯(P1、P2、P3)的荧光性能讨论

作家通过密度泛函表面(DFT)贪图和当然键轨预见论(NBO)分析讨论了此类团聚物的发光机理。发现优化后的超支化聚硼酸酯中含有平面结构的BO3骨架,且可在氢键的脱手下酿成超分子“簇发光”荟萃体。在其里面结构中刚性的BO3平面可纵脱分子链段的暴露,而柔性的脂肪族碳链有益于分子间的荟萃,这种“刚柔相济效应”可灵验缩小非辐射跃迁。另外,P2由于具有比P1和P3更强的分子间氢键作用而更有益于酿成密集的发光簇,其中的富电子原子氧与含空Pz轨说念的硼原子之间的最短距离为3.03 Å,显着小于氧原子和硼原子的范德华半径之和(3.65 Å),可酿成“空间配位键”,更有益于促进荟萃体内的电荷疏通。基于此,作家提倡“刚柔相济效应”与“空间配位”的协同作用训诲非传统团聚物荧光性能的机制。

图3. 超支化聚硼酸酯(P1、P2、P3)的DFT贪图分析

除此以外,作家讨论了超支化聚硼酸酯P2在金属离子的检测和东说念主肺腺癌A549细胞成像中的应用。收尾标明,Fe3+对P2的荧光具有权贵的猝灭作用,且在一定畛域内其荧光猝灭遵守与Fe3+浓度具有邃密的线性联系。核磁滴定标明其荧光猝灭机理主若是,P2结构中BO3基团和结尾羟基中的氧原子不错与Fe3+酿成配位键,Fe3+较大的电荷半径比使其与P2的电荷调治更容易发生,以致P2激励态的能量通过非辐射跃迁通说念耗散而导致荧光猝灭。因此P2可算作检测Fe3+的荧光探针。另外,团聚物P2具有优异的生物相容性,将其用于东说念主肺腺癌A549细胞的成像野心,在不同波长的激励下,细胞具有不同颜料的荧光辐照。这项使命为想象同期具有高量子产率和多色荧光辐照的非传统荧光团聚物提供了新的视角,也为此类荧光团聚物在Fe3+离子检测及东说念主体肺癌细胞成像畛域的应用奠定了基础。

图4. 团聚物P2在金属离子检测和细胞成像畛域的应用讨论

有关后果以“Hyperbranched Polyborate: A Non-conjugated Fluorescent Polymer with Unanticipated High Quantum Yield and Multicolor Emission”为标题发表在发表于《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed., doi.org/10.1002/anie.202204383)上。论文的第一作家为西北工业大学化学与化工学院郭留龙博士,通信作家为香港华文大学(深圳)唐本忠院士和我院颜红侠西席。该使命获取了国度当然科学基金(21875188, 22175143)、陕西省要点研发辩论技俩(2022GY-353)及西北工业大学博士论文翻新基金(CX2021108)的撑握。

该使命是颜红侠西席团队近期对于含杂原子非传统荧光团聚物的最新进展之一。前期发当今团聚物结构中引入杂原子硅对其荧光性能具有权贵的影响。2015年该团队发展了一种制备超支化聚硅氧烷的新花式—酯交换缩聚法(Macromol. Rapid Commun., 2015, 36, 739),发现此类超支化团聚物不错辐照出亮堂的蓝色荧光(Polym. Chem.2016, 7, 3747),揭示了不同结尾官能团双键、羟基、氨基和环氧基等对其发光性能的影响(Macromol. Rapid Commun., 2016, 37, 136;J. Mater. Chem. C, 2016, 4, 6881;Hazard. Mater., 2015, 287: 259)。除此以外,一方面,通过调控超支化聚硅氧烷的链段结构,提高其荧光量子产率和拓宽其发光色调(Macromolecules., 2019, 52: 3075;Mater. Chem. Front., 2020, 4, 1375),提倡了“硅桥增强发光”和“多环指示多色”的发光机理;另一方面,通过端位接枝,在提高其荧光性能的同期,改善其生物相容性,拓展了其在药物控释及细胞成像等畛域的应用(Biomacromolecules., 2019, 20: 4230;Biomacromolecules., 2020, 21: 3724;Biomacromolecules 2022, 23, 1041)。

原文流畅:https://doi.org/10.1002/anie.202204383



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