Small Molecule NIR-II Dyes for Switchable Photoluminescence via Host -Guest Complexation and Supramolecular Assembly with Carbon Dots.
Small Molecule NIR-II Dyes for Switchable Photoluminescence via Host -Guest Complexation and Supramolecular Assembly with Carbon Dots.
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通过主客体络合和超分子碳点组装实现光致发光的小分子近红外-II染料。
DOI：
10.1002/advs.202202414
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发表时间：
2022-08
期刊：
影响因子：
15.1
通讯作者：
Pan, Dipanjan
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Sar, Dinabandhu;Ostadhossein, Fatemeh;Moitra, Parikshit;Alafeef, Maha;Pan, Dipanjan
关键词：
小分子NIR‐II染料是各种生物医学应用的理想选择。然而，由于合成过程复杂和荧光核心的可用性不足，NIR‐II探针仍然受到限制。本文报道了三种小分子NIR-II染料的设计和合成。这些染料可以在850-915 nm处激发，并在1280-1290 nm处发射，具有大的斯托克斯位移（~ 375 nm）。实验和计算结果表明，葫芦[8]脲（CB）和染料分子之间的2：1优选的主-客体组装。有趣的是，当在CB存在下自组装时，染料导致形成纳米立方体（约200 nm），并表现出荧光发射强度的显著增强（开启）。然而，红色碳量子点（rCDots，约10 nm）的添加淬灭了这些主体-客体复合物的荧光（关闭），为用户定义的光致发光调谐提供了灵活性。发现开启复合物具有与市售近红外荧光团IR-26相当的量子产率。还探索了包合物的水溶性、细胞和血液相容性以及NIR-II生物成像能力。因此，在这里证明了三种新的NIR-II染料的可切换荧光行为，由主客体络合和超分子自组装驱动。使用三种小分子NIR-II染料，当在葫芦[8]脲存在下自组装时，这些染料表现出发射强度的显著增强（开启）。向纳米立方体中进一步添加红色碳量子点会导致这些主客体复合物的荧光熄灭（关闭），从而在用户定义的光致发光调谐中提供灵活性。
Small molecular NIR‐II dyes are highly desirable for various biomedical applications. However, NIR‐II probes are still limited due to the complex synthetic processes and inadequate availability of fluorescent core. Herein, the design and synthesis of three small molecular NIR‐II dyes are reported. These dyes can be excited at 850–915 nm and emitted at 1280–1290 nm with a large stokes shift (≈375 nm). Experimental and computational results indicate a 2:1 preferable host–guest assembly between the cucurbit[8]uril (CB) and dye molecules. Interestingly, the dyes when self‐assembled in presence of CB leads to the formation of nanocubes (≈200 nm) and exhibits marked enhancement in fluorescence emission intensity (Switch‐On). However, the addition of red carbon dots (rCDots, ≈10 nm) quenches the fluorescence of these host–guest complexes (Switch‐Off) providing flexibility in the user‐defined tuning of photoluminescence. The turn‐ON complex found to have comparable quantum yield to the commercially available near‐infrared fluorophore, IR‐26. The aqueous dispersibility, cellular and blood compatibility, and NIR‐II bioimaging capability of the inclusion complexes is also explored. Thus, a switchable fluorescence behavior, driven by host–guest complexation and supramolecular self‐assembly, is demonstrated here for three new NIR‐II dyes. Three small molecular NIR‐II dyes are employed those exhibit marked enhancement in emission intensity (Switch‐On) when self‐assembled in presence of cucurbit[8]uril. Further addition of red carbon dots to the nanocubes leads to the queching of fluorescence of these host–guest complexes (Switch‐Off) providing flexibility in the user‐defined tuning of photoluminescence.
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