《卟啉-多肽超分子體系的製備與性能研究》是依託天津大學，由劉東志擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：卟啉-多肽超分子體系的製備與性能研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：劉東志
- 依託單位：天津大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目擬選擇不同取代的卟啉化合物為模組，藉助於共價鍵或非共價作用向分子中引入不同長度和組成的肽鏈，通過液相自組裝法（再沉澱法、活性劑模板法等）調控分子間弱相互作用，促使卟啉在多肽的模板作用下有序化排列；通過調控各組分的濃度、溶劑極性和配比、溶液pH值等參數，影響卟啉-多肽超分子體系內分子間的相互作用來調控組裝體的形貌、尺寸、維度及分子堆積方式；研究自組裝體系光誘導電子轉移過程，可望闡明分子有序化對光電子傳遞及電荷分離態形成過程的影響機制，同時將卟啉-多肽超分子體系有機結合到TiO2、ZnO等薄膜無機半導體材料上，製備有機太陽能電池器件，對比不同的有序排列方式與電池器件光電性能的關係，指導超分子有機光敏材料的結構設計；將卟啉化合物與多肽有機結合套用於生物醫學領域，利用肽鏈的自組裝，依賴於pH、溫度、電場等變化調節複合物形態，構建新型的藥物傳輸、檢測系統。
結題摘要
本項目研究了卟啉-苯丙氨酸二肽化合物、甘氨酸修飾的卟啉－噁二唑化合物、MV修飾的卟啉-多肽化合物的合成及其自組裝行為、光物理性能等，共合成了14個新型胺基酸或多肽修飾的卟啉衍生物，獲得了納米球、納米囊、納米片、納米纖維、納米管、納米線、納米花等各種結構自組裝體，發表論文24篇，並探索了卟啉-多肽化合物的抗腫瘤活性與光電器件套用性能，結果表明：（1）卟啉-多肽化合物的自組裝結構與化合物中不同官能團的形式及其轉變過程有關，通過改變良溶劑的質子類型、水溶液的 pH、卟啉-多肽化合物的游離基團等可以調節內部分子離子形式，進而影響靜電相互作用，改變多肽的α-螺旋、β-摺疊等二級構象，形成了不同形貌的自組裝體。（2）卟啉-多肽化合物及其自組裝體的光物理行為可以受到多肽及其聚集態的影響。ATPP-OXA-G 的羧基使化合物中卟啉基團更傾向單分子形式，不僅能增強卟啉向噁二唑的電子傳遞，同時能誘導 LUMO 能級間的電子傳遞作用，這有利於電荷分離態的產生；自組裝形成納米粒子對電子轉移過程是有利的。（3）激子及載流子在分子間及界面上的傳輸是卟啉-多肽化合物及其自組裝體在光電器件套用時的關鍵。通過合適的牟定官能團有望使卟啉-多肽化合物在電極或半導體表面自組裝形成單層膜，形成階梯式能級，促進電荷分離和傳輸，並改善了有機/無機界面的親和性。此外，染料的分子長徑比和偶極矩不僅決定其吸附量, 而且直接影響 TiO2表面吸附的染料分子的聚集態，並最終影響其套用的光電性能。這些為套用於光電器件的新型卟啉-多肽衍生物設計提供了依據。（4）卟啉-多肽化合物及其自組裝體在抗腫瘤套用方面有優勢，但是化合物及其自組裝體的水溶性非常關鍵，疏水性大則化合物無法進入腫瘤細胞，達不到相應的抗腫瘤效果。所有這些結果推動著卟啉-多肽衍生物的製備及其空間有序排布的調控以及套用於各個科技領域例如分子識別、光電器件和生物醫學的發展。
