Chem報(bào)道我校“振動誘導(dǎo)發(fā)光”分子機(jī)器最新進(jìn)展
如何將人工分子機(jī)器的分子尺度的機(jī)械運(yùn)動轉(zhuǎn)換為光學(xué)信號并實(shí)現(xiàn)可視化一直是該領(lǐng)域的主要挑戰(zhàn)之一。近日，我校曲大輝教授課題組成功構(gòu)建“振動誘導(dǎo)發(fā)光”分子機(jī)器，相關(guān)成果以“Reversibly Modulating a Conformation-Adaptive Fluorophore in [2]Catenane”為題發(fā)表于Chem（Chem, 2021, 10.1016/j.chempr.2021.02.019）
振動誘導(dǎo)發(fā)光（Vibration Induced Emission, VIE）是一種有機(jī)共軛分子發(fā)光的新機(jī)制，她由田禾院士團(tuán)隊(duì)在研究二氫二苯并吩嗪類分子獨(dú)特的發(fā)光現(xiàn)象時(shí)提出（JACS, 2015, 137, 8509; Chem. Commun. 2015, 51, 4462）。該類分子獨(dú)特的構(gòu)象自適應(yīng)的多色發(fā)光行為使其能夠?qū)Ψ肿映叨鹊奈⑿…h(huán)境變化產(chǎn)生肉眼可見的熒光信號輸出，包括分子環(huán)張力（JACS, 2017, 139, 1636）、位阻效應(yīng)（Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 9880）、超分子自組裝（Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 2855; Adv. Opt. Mater. 2018, 6, 1800074）等。這些特點(diǎn)使VIE分子在構(gòu)建熒光探針（Matile, S., et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 10559）、分子“游標(biāo)卡尺”（JACS, 2019, 141, 14798; Stang, P., et al. JACS, 2019, 141, 5535）、動態(tài)發(fā)光材料（Chem. Sci. 2020, 11, 7525）等多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)潛在應(yīng)用。
在此背景下，曲大輝教授和田禾院士課題組將這一概念引入人工分子機(jī)器領(lǐng)域。研究人員利用分子內(nèi)環(huán)化巧妙構(gòu)建出可識別客體分子的VIE冠醚大環(huán)，該大環(huán)具有類似傳統(tǒng)冠醚大環(huán)的主客體識別能力，同時(shí)主客體包結(jié)前后體系熒光光譜發(fā)生明顯位移。這是由于客體的引入使原本柔性的冠醚鏈剛性化，進(jìn)一步限制了VIE分子的振動構(gòu)象自由度，從而改變體系熒光信號。研究人員進(jìn)一步利用這一VIE主客體結(jié)構(gòu)為基本單元構(gòu)建出機(jī)械互鎖[2]索烴。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，機(jī)械鍵的引入使得VIE大環(huán)能夠在互鎖受限空間內(nèi)進(jìn)行酸堿調(diào)控的分子尺度的相對機(jī)械運(yùn)動，并且伴隨著肉眼可見的熒光變化，實(shí)現(xiàn)分子尺度機(jī)械運(yùn)動的光信號輸出和可視化，為構(gòu)筑熒光信號輸出的人工分子機(jī)器提供了概念新穎的設(shè)計(jì)策略。
該研究工作主要由我?；瘜W(xué)院楊舜博士、博士生趙蔡鑫、張琦博士在曲大輝教授的指導(dǎo)下完成，并得到了田禾院士的悉心指導(dǎo)。計(jì)算化學(xué)方面得到荷蘭格羅寧根大學(xué)Stefano Crespi博士的大力支持，同時(shí)在發(fā)光機(jī)理方面得到化學(xué)院張志云研究員、梅菊副教授的大力幫助。該工作得到了國家杰出青年科學(xué)基金、國家自然科學(xué)基金委重大項(xiàng)目、教育部材料生物學(xué)與動態(tài)化學(xué)前沿科學(xué)中心、基礎(chǔ)科學(xué)中心、上海市重大科技專項(xiàng)等項(xiàng)目資金的支持。
華東理工大學(xué)化學(xué)學(xué)院曲大輝教授在分子機(jī)器、動態(tài)化學(xué)及其智能材料等研究領(lǐng)域取得了一系列重要進(jìn)展，在Chem. Rev.、Chem、Matter、Sci. Adv.、Nat. Commun.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Mater.等國際主流學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表SCI收錄論文100余篇。近日，曲大輝教授接到英國皇家化學(xué)會（Royal Society of Chemistry，RSC）通知，被選為英國皇家化學(xué)會會士（Fellow of the Royal Society of Chemistry，FRSC）。英國皇家化學(xué)會成立于1841年，是世界上歷史最悠久的化學(xué)學(xué)術(shù)團(tuán)體，也是國際上最有影響的國際權(quán)威學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)之一。英國及國際上一些在化學(xué)科學(xué)研究方面取得突出成就和為推動化學(xué)科學(xué)發(fā)展作出重要貢獻(xiàn)的科學(xué)家被推選為其會士（Fellow）。
文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.chempr.2021.02.019?
版權(quán)與免責(zé)聲明：本網(wǎng)頁的內(nèi)容由收集互聯(lián)網(wǎng)上公開發(fā)布的信息整理獲得。目的在于傳遞信息及分享，并不意味著贊同其觀點(diǎn)或證實(shí)其真實(shí)性，也不構(gòu)成其他建議。僅提供交流平臺，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)。如涉及侵權(quán)，請聯(lián)系我們及時(shí)修改或刪除。郵箱：sales@allpeptide.com