《基於輪烷旋轉模型構建粘度回響型螢光感測器》是依託華中師範大學，由尹軍擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於輪烷旋轉模型構建粘度回響型螢光感測器
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：尹軍
- 依託單位：華中師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
細胞粘度的變化通常會誘發機體疾病或機能失調。而基於小分子螢光感測器的粘度探針能夠可視化的監控體系的粘度變化，在疾病檢測方面具有重要的套用前景。目前，粘度感測器主要採用的是分子轉子模型，即利用粘度調節分子內共價鍵的旋轉速率，實現體系的螢光變化。由此可以發現旋轉速率的大小對感測器自身的靈敏度和檢測範圍至關重要，然而目前已有的體系對分子內旋轉速率的研究極為有限。因此本項目擬以輪烷分子內非共價的機械旋轉為替代模型，通過主客體化學的途徑，創製一類新型的具有螢光信號特徵的粘度感測器，研究互鎖分子內非共價的機械旋轉運動速率與溶液粘度大小、體系螢光強度之間的構效關係，揭示其作用機制並探討其在生物細胞內的套用。本研究工作的開展有望推動互鎖分子的機器功能在微環境體系中的套用，為新型感測器的設計和套用提供新的模型和例證。
結題摘要
細胞粘度的變化通常會誘發機體疾病或機能失調。而基於小分子螢光感測器的粘度探針能夠可視化的監控體系的粘度變化，在疾病檢測方面具有重要的套用前景。目前，以共價鍵旋轉的分子轉子類粘度螢光感測器作用機制並不明確。為了闡明粘度螢光感測器的作用機制並探尋新的粘度螢光感測器作用體系，本項目以輪烷分子內非共價的機械旋轉為模型，通過主客體化學途徑，設計合成了一系列新型的粘度螢光感測器；利用核磁共振、質譜等研究了主客體分子的自組裝過程；利用紫外-可見吸收光譜和螢光光譜研究了螢光感測器對粘度變化的回響性質；利用高斯激發態理論計算模擬了螢光感測器在不同粘度中的能級躍遷及軌道能量分布，並分析了主客體互鎖分子內非共價的機械旋轉運動速率與溶液粘度大小、體系螢光強度之間的關係。取得了如下進展：（1）拓展了動態亞胺共價化學套用範圍，通過將功能化的官能團（例如：芘、蒽、四苯乙烯、二噻吩乙烯等螢光團或光開關等）引入到銨鹽模板或亞胺構建模組（2,6-二醛基吡啶和四 (乙二醇) 雙 (2-氨基苯基) 醚）中，構建了一系列功能化輪烷分子，發現輪烷分子相比於組裝前的銨鹽模板，其相應的光學性能均逐步得到提升；（2）將具有聚集誘導螢光發射特性的四苯乙烯類骨架引入到輪烷體系中，系統研究了輪烷分子中大環單元與銨鹽模板上四苯乙烯單元之間的距離對輪烷分子聚集及粘度回響性質的影響，發現輪烷分子相比於銨鹽模板均更早出現聚集態螢光，且粘度敏感性更強；（3）將螢光團芘和蒽引入到銨鹽模板中，通過亞胺化學構建得到兩類輪烷分子，研究發現蒽修飾後的輪烷分子體系相比其銨鹽具有極強的粘度敏感性，而芘修飾的輪烷分子相比其銨鹽粘度敏感性相差不大。
