Eu3+配合物自组装诱导发光

日期:2021-03-03 21:50:56   来源:互联网   编辑:小狐   阅读人数:120
Eu3+配合物的自组装诱导发光及其生物成像应用近期,兰州大学唐瑜、严纯华团队设计了一种稀土Eu3+配合物Eu:铕该配合物无需封装或杂化过程,即可自组装为尺寸可控、具有荧光性质的Eu3+配合物纳米颗粒E

Eu3+配合物的自组装诱导发光及其生物成像应用

近期,兰州大学唐瑜、严纯华团队设计了一种稀土Eu3+配合物Eu:铕该配合物无需封装或杂化过程,即可自组装为尺寸可控、具有荧光性质的Eu3+配合物纳米颗粒Eu-NPs利用该自组装诱导发光Self-Assembly Induced Luminescence, SAIL性质,可进行生物成像,在微尺度下测量温度、检测次氯酸。相关成果发表于《国家科学评论》National Science ReviewNSR

Eu3+配合物自组装诱导发光(图1)

Eu3+配合物自组装诱导发光(SAIL)示意图及其在温度和HClO生物成像中的应用

在这项工作中,研究者设计合成出具有咔唑衍生物配体和大的%u3C0-%u3C0共轭电子结构的两亲性Eu3+配合物。该配合物可在溶液中自组装成具有优异水分散性和可控粒径的Eu3+配合物发光纳米颗粒,可发出613 nm波长的红色荧光。荧光性质研究表明,该组装体具有自组装诱导发光(SAIL)效应,荧光强度随纳米颗粒尺寸的增加而增强。

与过去的室温磷光(RTP)和聚集诱导发光(AIE)材料相比,该具有SAIL性质的Eu-NPs是利用稀土配合物的分子和组装过程设计,获得的稀土配合物SAIL性质,其原因在于,自组装不止限制了Eu3+配合物的分子内旋转或振动,也有效减少了发光中心周围的水分子数量,从而降低了由水分子O-H键振动导致的荧光淬灭作用。

Eu3+配合物自组装诱导发光(图2)

a-b)不同浓度Eu3+配合物在水溶液中组装的扫描电镜(SEM)图;c) Eu3+配合物自组装体在共聚焦荧光显微镜下发光图。

更进一步,研究者探索了组装体在生物成像领域的应用:

一、温度传感

研究者发现,随着温度的升高,组装体的荧光强度和寿命会下降,而且,荧光强度/寿命与温度之间存在良好的定量关系。因此,可以用这种组装体颗粒来表征微观环境下的温度信息。与文献已报道的稀土基温度传感器相比,该组装体颗粒的灵敏度更佳。

Eu3+配合物自组装诱导发光(图3)

Eu3+配合物自组装体荧光强度(左)和荧光寿命(右)对温度的响应

二、次氯酸探针

研究者将Eu3+配合物与次氯酸分子探针IR-780共组装,构建出了Eu/NIR纳米颗粒。由于Eu组装体的发射波长刚好与IR-780的吸收波长重合,因此,二者构成了荧光共振能量转移(FRET)在无次氯酸存在的条件下,主要发出波长为825 nm的荧光。

而在次氯酸存在时,IR-780探针迅速感应次氯酸,FRET被,组装体开始发出Eu组装体原本的613 nm的荧光。因此,检测825 nm和613 nm的荧光强度之比,就可以高灵敏度、高选择性地检测次氯酸。

Eu3+配合物自组装诱导发光(图4)

次氯酸纳米荧光探针在双光子激发下的荧光比率变化

三、生物相容性

研究者在Hela细胞中检测了Eu组装体的生物相容性,结果显示,组装体可以进入细胞内部,而不产生明显的细胞毒性,可以用于细胞内传感。

总之,这项工作通过分子设计,实现了水溶液中稀土配合物的自组装诱导发光,为稀土配合物发光材料的发展及其在生物成像和治疗中的综合应用了新思路。该工作得到了国家自然科学基金、甘肃省引导科技创新专项资金及111基地经费的支持。

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组装

组装的意思是组合在一起然后再安装到一部机器上。在计算机领域,组装分为电脑组装和机械组装。电脑组装,简单的说就是单买各个(兼容的)电脑配件组合装配成整套机器。组装(assembly)也可称装配,是整个机械制造过程中的最后一个阶段,在制造过程中占有非常重要的地位。机械产品的质量最终由装配工作保证。机械产品的一般都是由许多零件个部件组成的。按照规定的技术要求,将若干个零件组和成组件、部件或将若干个零件的组件、部分组成产品的过程,称为组装或装配。

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