基于两亲性聚集诱导发光化合物构建自荧光纳米胶粒

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聚集诱导发光(aggregation-induced emission, AIE)化合物从根本上克服了传统荧光染料聚集导致荧光猝灭的难题,引起了人们广泛的研究兴趣。至今已开发出从蓝光到红光覆盖整个可见光波长范围的多种AIE体系, 并被广泛地应用于高效的发光器件、生物检测及化学生物传感器等众多领域。
两亲性化合物具有很好的自组装性,是实现超分子自组装的重要构筑基元。利用两亲性化合物分子间多种相互作用使其自发形成有序聚集结构的过程，是构建新结构、实现新功能和创造新材料的重要手段。
辽宁师范大学刘春艳副教授课题组以商品化的Jeffamine聚醚胺和棕榈酸为起始原料, 通过简单高效的一锅法合成了一种含有酰胺基团的两亲性AIE化合物（PEA），该化合物在稀溶液中不发光，在浓溶液中利用两亲性分子自组装构建的核壳结构球形纳米胶粒发出强烈的蓝色荧光，显示出聚集诱导发光的效应。

图a)化合物和胶粒的制备过程图b)胶粒的TEM图，插图：SEM图

图a)不同浓度PEA水溶液的荧光光谱图图b) 荧光强度-浓度曲线，插图：荧光照片

与传统的荧光纳米粒子相比，本研究基于聚集诱导发光原理，利用分子自组装构建的荧光纳米胶粒具有自荧光性质，并且具有易于化学修饰、生物相容性好以及生物毒性低等特点，在抗癌药物载体、细胞成像等生物相关领域具有潜在的应用前景。
在探究发光机理时，研究者发现在胶粒的羰基氧原子与亚氨基氢原子之间存在氢键。由此，研究者指出正是在聚集体的分子间和分子内酰胺基之间存在的多重氢键使得聚集体结构刚性化，从而提高了自组装聚集体的荧光强度。

发光机理示意图

开发含有酰胺基荧光团的两亲性AIE化合物，不仅拓展了AIE体系,而且通过对化合物及其聚集体结构和性质的研究,对今后设计合成基于非大π电子共轭体系的聚集诱导发光材料具有重要的指导意义。本研究还提供了一种利用分子自组装制备功能性软物质材料的新思路。

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