二芳乙烯荧光开关及其生物应用

【摘要】：二芳乙烯是经典的光致变色体系之一,具有热稳定性好、耐疲劳性强、响应时问快、量子产率高等优点,但目前针对此类材料的研究大都局限于有机体系。本论文通过对二芳乙烯基团的荧光功能和水溶性进行改进,设计、合成了一系列二芳乙烯荧光开关材料,研究了光控对二芳乙烯结构和光谱性质的影响,并开拓了此类材料在生物成像和光控释放方面的应用。 一、两亲性二芳乙烯化合物用于细胞成像 通过有机合成的方法将亲水链和疏水链连接在二芳乙烯核心分子的两端,利用亲疏水的相互作用力使得该分子在水中自组装形成稳定的胶束结构。在紫外/可见光的调控下,两亲性二芳乙烯化合物具备了光致变色和荧光开关功能。将此类两亲性二芳乙烯作为荧光可逆探针运用于细胞荧光成像,具有高成像信噪比,极好的耐疲劳性和光稳定性,对生物体毒性低、生物相容性好。 二、靶向型二芳乙烯化合物用于离子识别 通过有机合成将三联吡啶基团引入二芳乙烯化合物,除二芳乙烯本身能通过紫外/可见光控制荧光开关外,利用三联吡啶基团/EDTA与金属离子的络合作用,实现紫外/可见光,锌、铜离子/EDTA多响应、光可控的荧光开关。将此类化合物作为荧光开关探针应用于细胞成像后,能通过成像荧光强度的变化,捕捉锌离子跨膜的动态过程。 三、功能化二芳乙烯纳米杂化材料用于光控释放药物模型 以表面氨基修饰的二氧化硅纳米球为释放载体,利用上转换发光稀土纳米晶的发光特性,通过有机合成将带有萘酐荧光基团以及二芳乙烯荧光开关的邻硝基苄基光敏部分修饰在无机物表面,形成杂化纳米光控释放材料,运用于光控药物释放的模型材料研究。这类杂化材料能在溶液体系中成功实现光控释放荧光基团的功能,并通过细胞荧光成像模拟生物体内药物释放。