四苯乙烯聚集诱导荧光淬灭的发现及其在生物医学上的应用

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自从四苯乙烯(TPE)的聚集诱导发光(AIE)现象被报道以来，这一与常规荧光分子聚集诱导荧光淬灭(ACQ)性质截然不同的特性引起了科研工作者的广泛兴趣。然而，目前报道主要集中于TPE的AIE现象。最近，合肥工业大学化学与化工学院殷俊副教授课题组发现当把TPE基团直接连接在刚性的共轭螺旋高分子链上时，TPE基团在自由状态下有着强的蓝色荧光，而该荧光随着聚合物的聚集而逐渐消失(图1)。他们将这一现象归结为由于刚性螺旋链的热力学稳定性，TPE基团的构象受到周围溶剂等环境的影响较弱，即便在聚集时也未表现出明显的旋转受限，从而表现出常规荧光分子的ACQ现象。但其单体，却依然保持着AIE性质。这一发现发表在Macromolecules, 2016, 49, 48-58上。

图1. (a)TPE官能化的共轭单体的化学结构式及其AIE发光性质。(b)TPE修饰的共轭螺旋高分子链在聚集态下TPE的ACQ现象。

借助TPE在共轭螺旋链上的这一特性，近期，该课题组设计了一种新的共价键链接TPE基团的全共轭聚合物胶束。该胶束不仅具有快速穿透细胞膜的特性，当在该胶束内进一步增溶环境敏感型生色团尼罗红(NR)，便形成了最终具有肿瘤微环境响应荧光比率型细胞成像试剂，结构式如图2a所示。该组装体在DTT触发下，其内部的二硫键会发生解离，从而伴随着TPE分子由聚集到分散，以及NR分子从胶束内部向外部的释放过程。该过程导致TPE的蓝色荧光逐渐增强，NR的红色荧光逐渐减弱，从而其混合色也表现出由红到紫的变化，如图2b、2c所示。

图2.组装体(a)化学结构式及其在DTT触发下的(b)荧光强度的比率型变化及(c)紫外光下组装体溶液的荧光颜色变化。

接着，在细胞内也观察到了相同的现象(图3)，从而证实了该组装体的胞内环境响应性，是潜在的细胞成像试剂。该项工作发表于Macromolecules, 2017, 50, 4114-4125上。

图3.组装体在细胞环境中的荧光强度的比率型变化。

以上两项工作受到国家自然科学基金51303044与51673058的资助。

论文链接：

http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.macromol.5b02412

http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.macromol.7b00669

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