段春迎教授團(tuán)隊(duì)利用金屬-有機(jī)超分子共晶在腫瘤光治療研究領(lǐng)域取得新進(jìn)展
有機(jī)共晶是由兩個(gè)或以上的有機(jī)分子通過超分子相互作用得到的晶體材料。由于合成簡(jiǎn)單且具有傳統(tǒng)純有機(jī)材料所沒有的性質(zhì)，如高的光電傳導(dǎo)能力、室溫鐵電性以及雙光子吸收，近年來有機(jī)共晶研究得到了廣泛的關(guān)注。但有機(jī)共晶內(nèi)部的超分子作用在水溶液環(huán)境下極易受到破壞，水穩(wěn)定性很差。因此，絕大多數(shù)的共晶研究都是在固相條件下，水體系以及生物體系中的共晶應(yīng)用急需突破。
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近日，大連理工大學(xué)的段春迎教授與美國(guó)麻省大學(xué)醫(yī)學(xué)院的韓綱教授合作利用主客體化學(xué)策略，構(gòu)筑了一例基于金屬有機(jī)骨架（MOFs）的有機(jī)共晶。以萘酰亞胺（NDI）為配體構(gòu)筑缺電子型MOF材料，通過π-π弱相互作用其孔道可以包合富電子客體芘得到主客體共晶MOF。同時(shí)，二重穿插的MOF結(jié)構(gòu)進(jìn)一步增加了缺電子萘酰亞胺基團(tuán)的分布，增強(qiáng)并且穩(wěn)定了萘酰亞胺和客體分子芘之間的電荷轉(zhuǎn)移作用（分子間距離3.47 ?），使得主客體共晶MOF材料可以在水溶液中穩(wěn)定存在，并獲得了高達(dá)41.8%的光熱轉(zhuǎn)換效率，是目前報(bào)道的有機(jī)共晶材料的最高值，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于FDA批準(zhǔn)的光熱試劑ICG。在近紅外光照射下，該主客體共晶MOF材料成功實(shí)現(xiàn)了體外和體內(nèi)對(duì)腫瘤細(xì)胞的高效清除，突破了共晶材料在水相以及生物體系中的應(yīng)用限制。
該工作巧妙的利用金屬-有機(jī)骨架中的高密度基團(tuán)分布和孔道限域效應(yīng)穩(wěn)定并增強(qiáng)了電荷轉(zhuǎn)移相互作用，從而克服了有機(jī)共晶材料對(duì)水的不兼容難題，為實(shí)現(xiàn)有機(jī)共晶材料在水相體系的應(yīng)用提供了新方法，為拓展自組裝晶體材料新平臺(tái)在光子和生物光子領(lǐng)域中的應(yīng)用打開了新思路。
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這一成果近期作為封面文章發(fā)表在《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》上（Self-Assembled Metal–Organic Framework Stabilized Organic Cocrystals for Biological Phototherapy, Angew. Chem. Int. Ed.），文章第一作者是大連理工大學(xué)博士后曾樂，通訊作者為段春迎教授和韓綱教授。大連理工大學(xué)為第一單位，以上工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金國(guó)際(地區(qū))合作與交流項(xiàng)目和重大項(xiàng)目以及中國(guó)博士后科學(xué)基金的大力支持。
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