新型两亲性聚集诱导延迟荧光聚合物纳米粒子的制备及其光电性能研究
批准号:
52073088
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
杨长安
依托单位:
学科分类:
光电磁功能有机高分子材料
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
杨长安
中文摘要
长寿命荧光材料的开发是生物荧光成像领域的研究热点。热激活延迟荧光(TADF)材料荧光效率高、寿命长,在时间分辨发光成像领域具有巨大的应用潜力。然而,TADF材料的三线态激子对氧气敏感,容易被氧淬灭,且大多数TADF分子生物相容性较差,极大地限制了其在时间分辨发光成像中的应用。针对以上问题,本项目提出通过化学共价键将聚集诱导延迟荧光与两亲性聚合物相结合,构建一系列具有良好生物相容性、对氧稳定的新型两亲性延迟荧光聚合物纳米粒子。通过聚合物自组装形成的纳米粒子对疏水性的延迟荧光基团进行包裹,进而隔绝氧气,增强材料的延迟荧光性能;其亲水性链段则延伸到水相中使其具有良好的水溶性,提高材料的生物相容性。通过设计多种两亲性延迟荧光聚合物,揭示聚合物化学结构和拓扑结构与自组装形貌及隔氧性能之间的关系。在此基础上,探索其在生物成像领域的应用,为拓展TADF材料在富氧体系中的应用提供实验依据和理论基础。
英文摘要
The development of long-lived fluorescent materials is a research hotspot in the field of bioluminescence imaging. Thermally activated delayed-fluorescence (TADF) luminophores characterize high efficiency and long fluorescence lifetime, showing great potential and advantages for time-resolved luminescence imaging (TRLI). However, the triplet states of TADF luminophores are highly sensitive and can be easily quenched in an oxygenic environment, and the biocompatibility of most molecules is poor, which greatly limits its application in TRLI. To address these problems, novel amphiphilic aggregation-induced delayed fluorescence polymer nanoparticles with good biocompatibility and oxygen-insensitive will be fabricated by combining aggregation-induced delayed fluorescence with the amphiphilic polymer through chemical covalent bond in this research. The hydrophobic delayed fluorescence groups are encapsulated by these self-assembled nanomicelles, which can isolate the oxygen and enhance the delayed fluorescence properties. Meanwhile, the hydrophilic chain segments extend to the water phase to make them have excellent water solubility and improve the biocompatibility of the material. The relationship between the chemical structure and topological structure of amphiphilic delay fluorescent polymers and the self-assembly morphology and oxygen barrier properties will be revealed. On this basis, the application in the field of biological imaging will be further explored, which will provide experimental and theoretical basis for expanding the application of TADF materials in oxygen-rich system.
长寿命荧光材料的开发是生物荧光成像领域的研究热点。热激活延迟荧光(TADF)材料荧光寿命长、荧光效率高、结构多样、发射波长可调,并且可以是纯有机物,可避免使用昂贵和有毒的重金属。因此,TADF材料具有非常好的生物荧光成像应用潜力。然而,TADF材料的三线态激子对氧气敏感,容易被氧淬灭,且大多数分子生物相容性较差,极大地限制了其在生物荧光成像中的应用。. 通过非共价相互作用将TADF分子进行物理包埋,可较好地隔绝氧气,增强材料的延迟荧光性能。采用非共价相互作用形式的物理包埋方法制备过程简单,但也存在包封率不高、负载量低、使用过程易突释等问题。化学共价键法制备的纳米粒子包封率高、稳定性好,其负载量可通过调节聚合物的结构来进行调控。此外,制备的纳米粒子结构规整、可控性好,易于建立结构与性能的关系。. 本项目通过化学共价键将聚集诱导延迟荧光与两亲性聚合物相结合,制备了一系列具有良好生物相容性、对氧稳定的新型两亲性延迟荧光聚合物纳米粒子,并对其光电性能进行了研究。研究结果表明:通过聚合物自组装形成的纳米粒子对疏水性的延迟荧光基团进行包裹,进而隔绝氧气,增强材料的延迟荧光性能;其亲水性链段则延伸到水相中使其具有良好的水溶性,提高材料的生物相容性。此外,通过设计并合成多种两亲性延迟荧光聚合物,揭示了聚合物化学结构和拓扑结构与自组装形貌及隔氧性能之间的关系。本项目成功构建了一系列具有良好生物相容性、对氧稳定的新型两亲性聚集诱导延迟荧光聚合物纳米粒子,为设计研发对氧稳定的TADF材料提供一种新的方法,并为拓展其在富氧体系中的应用提供实验依据和理论基础。
荧光寿命与强度同步响应型温敏性延迟荧光聚合物的设计、合成及性能研究
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批准号:2026JJ80806
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项目类别:省市级项目
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资助金额:0.0万元
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批准年份:2026
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负责人:杨长安
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依托单位:
基于动态共价键的多重刺激响应性超分子树枝化聚合物的可控构筑及应用研究
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批准号:21576076
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项目类别:面上项目
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资助金额:30.0万元
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批准年份:2015
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负责人:杨长安
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依托单位:
新型螺旋手性树枝化聚合物的设计、合成及性能研究
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批准号:21106037
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:25.0万元
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批准年份:2011
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负责人:杨长安
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依托单位:
国内基金
海外基金