金属离子络合物在荧光分子开关中的作用

金属离子络合物是荧光分子开关的一个重要组成部分。它作为荧光分子开关的组件具有灵敏度高、简单、可靠等特点。金属离子络合物既可以用作具有延迟发射的荧光团 ,也可以用作受体 (主要接受阴离子客体 ) ,还可同时起双重作用。因而在生命科学、信息科学、环境分析、临床医学和显微技术等领域得到了广泛的应用。

新型吡唑啉酮席夫碱的合成及其溶致变色和质子调控荧光分子开关特性

合成了2种含萘酰亚胺功能基元的吡唑啉酮席夫碱化合物:1-苯基-3-甲基-4-苯甲酰基-吡唑啉酮-5缩N-(4-氨基苯基)-4-哌啶-1,8-萘酰亚胺(Ⅰ)和1-苯基-3-甲基-4-苯甲酰基-吡唑啉酮-5缩4-肼基-N-十二烷基-1,8-萘酰亚胺(Ⅱ),对其在不同溶剂中的光谱性质进行了研究,发现席夫碱Ⅱ表现出了特殊的溶致变色效应;对席夫碱Ⅰ和Ⅱ在不同pH值的乙醇水溶液中的光谱性质研究发现,席夫碱Ⅰ的光谱性质受质子影响甚微,而席夫碱Ⅱ对质子表现出紫外吸收和荧光发射双重光响应.

亲水性二芳基乙烯荧光分子开关的研究进展

二芳基乙烯荧光分子开关因具有优良的抗疲劳性和双稳态特征而被广泛地研究与应用,亲水化成为其作为荧光开关探针走向应用的关键点之一。本文综述了亲水性二芳基乙烯荧光分子开关当前的研究进展,归纳了实现亲水性的几种重要途径和结构,分析了各种亲水化方法的优缺点,并着重介绍了亲水性二芳基乙烯荧光分子开关作为荧光开关探针在化学传感、生物传感、生物成像以及超分辨成像等领域的应用现状,并指出当前应用研究中存在的一些问题,同时也对其未来的应用前景进行了展望。

键合螺吡喃单元的1,8-萘酰亚胺类荧光分子开关的设计合成及性质研究

为了得到可光调控的二元光致发光材料,通过一系列反应合成了两种新型的与螺吡喃键合的1,8-萘酰亚胺类化合物1与2。通过核磁共振氢谱、碳谱以及高分辨质谱确证了其结构。研究了新化合物1与2在有机溶剂中的光致变色性以及化合物在薄层硅胶板上的变色性,结果显示,两种新型化合物都具有良好的光致变色性。荧光检测发现,化合物2光照前显示绿色荧光,光照后显橙色荧光,化合物2属于较新颖的二元光控荧光分子开关,具有潜在的应用价值。

以芳香硫醚为桥链的三体化合物的荧光分子开关性能

将一些发色团分子组装成具有特定功能的分子器件，是近年来随超分子化学和分子信息科学兴起而十分活跃的领域［１］，其中具有逻辑功能的光控开关器件是下一代分子计算机的核心，它们可在分子水平实现信息的存储和数据的处理、传输［２］．国内外这方面的研究主要有顺反异...

核酸适配体荧光分子开关的啶虫脒测定

针对茶叶中农药残留超标问题,应用“双链-复合物法”设计构建适配体荧光分子开关。该分子开关因啶虫脒的存在与否形成荧光信号的开与关。荧光信号强度与啶虫脒浓度对数值在2.5~500μg/mL范围内呈现良好的线性相关性(R^(2)=0.98),可实现啶虫脒的定量测定。茶叶中啶虫脒检测结果显示,测量值与理论值接近,回收率可达100.95%,进一步验证了该方法的准确性和实际应用可行性。

新型杂合四芳烯光控分子开关的设计合成与性能测试

围绕分子开关及聚集诱导发光的科研热点领域进行本科教学实验设计,将光致变色二芳烯巧妙嵌合于具有聚集诱导发光性能的四芳烯体系中,制备得到兼具变色和发光功能的新型杂合四芳烯光控荧光分子开关,科教融合,将科研前沿引入到本科实验教学。从物质的制备、分离提纯、结构表征和性能测试等方面进行了综合实验探索。本实验分子设计简练新颖,内容丰富,现象明显,在综合运用和巩固本科学习的基本理论和基本操作的基础上,激发学生的科研兴趣,培养团结协作和突破创新的科学精神。

新型1,8-萘酰亚胺类光控双色荧光分子开关的合成及性质

设计合成了三种新型键合螺吡喃单元的1,8-萘酰亚胺类化合物.光致变色性质研究结果表明:三种化合物与经典螺吡喃相比,其开环过程光响应时间较长或难以检测到其开环的部花菁结构,分析了其光响应时间变长的原因.SP3分子中由于存在强吸电子基,其在固体介质以及有机溶剂中光致变色现象较为明显,在不同的有机溶剂中显示出了负的溶剂效应,螺吡喃单元开环体的吸收波长没有明显的改变.荧光性能检测发现:化合物SP1、SP2在硅胶中光照前后有较为明显的荧光颜色改变,在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中和有机溶剂中检测不到其光照前后荧光的变化.未检测到化合物SP3光照前后在丙酮中的荧光改变,但是在聚乙二醇(200)中光照前发射绿色荧光,光照后变为橙黄色荧光,荧光光谱也检测到了其变化过程.SP3在薄层硅胶中光照前后发生的荧光颜色改变更为明显,随着照射时间的延长其荧光由绿色变为黄绿色,橙黄色最后变为红色,化合物在PMMA膜中的荧光光谱也表明了化合物SP3具有光控双色荧光分子开关性能.

硼酸及其衍生物在荧光分子开关中的应用

荧光分子开关中主体和客体之间可以通过多种方式相结合 ,其中带有荧光团的硼酸衍生物与糖或羟基化合物的结合是通过共价键形成的。糖化学在生命科学中起着非常重要的作用 ,因此对糖的识别和检测在医学、细胞生物学等领域具有至关重要的意义。硼酸衍生物可以作为荧光分子开关对糖进行有效的选择性识别 ,因而受到科学家们的广泛关注。本文对近年来国内外相关研究成果进行了综述。

六芳基联咪唑分子开关的研究进展

六芳基联咪唑(Hexaarylbiimidazole,HABI)的光致变色效应,是1960年Hayashi和Maeda在研究2,4,5-三苯基咪唑氧化时产生化学发光的过程中偶然发现的。作为一类新型光致变色分子,HABI同时具有光致变色、热致变色以及压致变色特性。其变色机理是光照打断HABI分子中两个咪唑环之间的C—N化学键,产生两分子三苯基咪唑自由基(triphenylimidazole radical,TPIR)。由于HABI在变色后形成的有色态(TPIR)褪色比较慢(半衰期τ1/2为几分钟到几十分钟),同时生成的自由基比较活泼,容易发生不可逆副反应,使得其作为光致变色材料的抗疲劳性较差。近十几年,Jiro Abe课题组提出桥联绑定两个三苯基咪唑的构想,使得HABI的光致变色逆反应的半衰期由数分钟降低到几十微秒,尤其是近期,改性后的HABI成功运用于实时全息成像,显示了HABI作为新型光致变色材料的美好前景。本课题组在前人研究基础上,将HBAI的光致变色效应发展成荧光分子开关,设计合成出具有荧光分子开关性能的HABI并加以优化,成功地运用于超分辨成像。基于HABI的荧光分子开关及其新兴光学应用有望成为分子开关研究的新热点。

分子开关研究进展

分子作为开关和导线的潜在使用研究和制备已成为一个热门话题 ,分子开关应用在光学、生物学、医学等方面已有较大的进展 ,特别是荧光分子开关更有广泛的应用。随着分子开关的研究与开发 ,分子计算机不久的将来也将问世。

含萘酰亚胺基元的水杨醛席夫碱的合成及其溶致变色效应

将N-2-(2-羟乙氧基)乙基-4-肼基-1,8-萘酰亚胺与水杨醛缩合得到一种新型席夫碱化合物N-(2-(2-羟乙氧基)乙基)-4-(2-羟基苯甲醛腙肼基)-1,8-萘酰亚胺(Ⅰ),对化合物Ⅰ在不同溶剂中的光谱性质研究发现,其表现出特殊的紫外吸收和荧光双重溶致变色效应,可作为荧光分子探针获得应用.对化合物Ⅰ在不同pH值的乙醇水溶液中的光谱性质进行研究,发现该化合物不仅表现出酸碱变色行为,而且具有质子调控荧光分子开关功能及化学荧光传感器特性,有望在酸碱指示剂、分子开关和化学荧光传感器等方面获得应用.

前沿科技

采用独特的分子设计．我国光电国家实验室朱明强教授课题组研发了一种超级荧光分子开关，将基于二芳基乙烯的荧光分子开关比提高了4个数量级，达到1万倍以上，响应速率也大幅度提高。并且，课题组还利崩这种超级荧光分子开关的新特性．制作出具有超级光敏感和应用潜力的全光晶体管，这对我国研制新型超分辨率荧光显微镜意义重大。

分子基逻辑材料

在适当的条件下分子开关将输入的信息转换为输出信号,利用这一特点,可在分子体系根据二进位布尔逻辑规则实现信号转换。目前,用化学体系进行基本的布尔逻辑功能执行(PASS、YES、NOT、AND、NAND、OR、NOR、XNOR和INH)都已成为可能。在此基础上,逻辑门的整合与编程,以及更进一步的复杂分子运算开始受到人们的关注。迄今为止,以高灵敏性的荧光输出信号为主,人们在分子水平上设计实现了多种复杂的逻辑电路,包括组合逻辑电路和时序逻辑电路等,并开始涉及信息处理的安全平台设计。本文主要介绍了近年来用分子荧光开关体系模拟数字逻辑电路过程中所取得的最新进展,对分子逻辑电路研究的热点和问题进行了展望。

含三苯胺基团的二噻吩乙烯光致变色化合物的合成及性能研究

以5-氯-2-甲基-3-乙酰基噻吩和二苯氨基苯甲醛为原料,经Aldol反应、Michael反应及McMurry反应,将光致变色单元和三苯胺基团结合起来,合成了三种二噻吩乙烯类光致变色化合物1a^1c,并通过MS,1H NMR和13C NMR对其结构进行了表征.与以往主要从两侧噻吩环引入不同功能性基团的研究不同,本文将具有荧光性的三苯胺基团通过单键桥连至环戊烯β位上,在保持光致变色反应活性的同时,也避免其它功能性基团对二噻吩乙烯骨架的影响.通过紫外-可见吸收光谱和荧光光谱研究了其在溶液及聚甲基丙烯酸甲酯薄膜中的光致变色性能和荧光性能.在302 nm紫外光照射下,1a^1c的溶液和薄膜由无色变为黄色,并能快速达到光稳态;用450 nm蓝光照射时,能在较短时间内恢复至无色.在紫外光的激发下,1a^1c的最大荧光发射波长随着取代基R供电子效应的增强而增大;1a^1c在正己烷、甲苯和乙酸乙酯中具有较强的荧光,在乙腈中荧光较弱,而在氯仿中几乎没有荧光.在302 nm紫外光照射下,1a^1c的三苯胺基团和二噻吩环戊烯基团之间发生荧光共振能量转移,其荧光强度随着光照时间的延长逐渐降低,表明其具有作为荧光分子开关的潜力.

C.A.染料文摘（146：19）

146：185955q 可逆的红色荧光分子开关Bossi,Mariano etc.（德国37077哥廷根,Max普朗克生物物理化学研究所纳米生物光系学研究部）Angewandte Chemie,International Edition 2006,45（44）：7462-7465（英文）