《基於氫鍵自組裝的模組化螢光感測》是依託廈門大學，由李順華擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於氫鍵自組裝的模組化螢光感測
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李順華
- 依託單位：廈門大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
螢光感測作為一種靈敏、便捷的探測手段在生命和環境體系研究中廣受重視，但高性能螢光探針的開發往往受到合成難度大和成功率低等因素的困擾。本項目採用模組化設計理念，提出了一種通用、高效的螢光感測體系構建方法。在模組化組裝中，螢光探針的各功能亞單元被零件化，這些帶有特定氫鍵連結基團的亞單元可高效地自組裝成結構複雜化的超分子螢光探針。與傳統的共價合成策略不同，該組裝方式使得各亞單元可被分別合成、靈活更換，而且感測系統中亞單元的種類、數量和相對比例均可自如調整。因此，這種新的構建策略不僅將大幅度降低探針合成的難度，而且易於實現複雜的感測功能。基於該策略，本項目將建立一系列具有信號放大、比率回響或多組分同時識別功能的新型螢光感測體系，套用於生物活性分子、無機離子、氣體和化學戰劑等物種的檢測。
結題摘要
螢光感測作為一種靈敏、便捷的探測手段在生命醫學和環境科學研究中廣受重視，然而結構複雜的高性能螢光探針的研發往往受到合成難度大和成功率低等因素的困擾，本項目將“模組化”的概念引入螢光分子探針的設計，提出了一種普適性的、高效的螢光超分子感測體系構建新策略：將螢光探針的各功能亞單元“零件化”，再通過各種具有氫鍵自組裝活性的亞單元的共組裝構建結構複雜化、功能多樣化的超分子螢光探針。我們合成了一系列以巴比妥酸、三聚氰胺或胸腺嘧啶為氫鍵粘合位點的識別單元、信號單元、兩親單元及生物相容性改造單元，研究了“單一識別單元+單一信號單元”、“單一識別單元+多種信號單元”、“多種識別單元+多種信號單元”等多種不同的亞單元組合模式，考察了增溶因子和仿生因子的引入對自組裝體的塑形和改性效果，通過分子自組裝構建了一系列形貌可控（包括鏈狀聚合物、納米管和納米囊泡等）、回響性能新穎（包括信號放大回響、多色組合回響、非線性多重回響、多組分並行回響及同系物分辨性回響等）的高靈敏螢光感測體系。在這種新的組裝模式中，各種亞單元可分別合成、自由搭配，且種類、比例可調，不僅極大地降低材料合成的難度，而且易於實現性能最佳化和功能複雜化，為新型高性能光學探針的結構設計和性能革新提供了重要的新思路。我們還對該組裝策略的化學基礎進行了拓展，除了氫鍵，配位鍵、親疏水作用乃至靜電相互作用均被成功地用於驅動超分子探針的模組化組裝過程。項目執行期間，藉由該模組化組裝策略所建立的螢光感測體系涉及的分析目標物已涵蓋胺基酸、糖類、無機陰離子、小分子氣體、有機錫、脂肪酸及神經毒劑等多類物種，充分說明了這種組裝策略的可行、高效和普適性，有望成為新一代光學感測體系往多功能化、智慧型化發展的重要推力。
