含氧、氮、硫杂螺环结构的光致变色化合物研究进展

有机螺环光致变色化合物具有较好的化学稳定性、光敏性和抗光疲劳性, 可应用于光过滤器及光学记录存储. 为了获得性能优良的螺环光致变色化合物, 新的设计合成一直是该领域研究的热点. 总结了对含氧、氮、硫杂螺环结构的光致变色化合物的研究进展, 描述了螺环化合物的结构特征和部分化合物的合成过程, 展望了螺环光致变色化合物的发展前景.     

有机光致变色材料

有机光致变色材料作为一种新型功能材料,已应用在高科技领域和民用领域.本文简单介绍它的光致变色机理、主要的光致变色体系和有机光致变色材料在各种领域的应用.     

二芳基乙烯类光致变色材料的合成概述

由于具有多种潜在的应用价值, 光致变色化合物作为高级功能材料的研究在国内外广受关注. 在众多的有机光致变色化合物中, 二芳基乙烯特别是二噻吩乙烯, 由于其具有良好的热稳定性和优良的耐疲劳度而成为这类化合物的杰出代表. 近年来, 有关二芳基乙烯类光致变色化合物的各种合成及性能方面的报道已涉及到信息存储、分子开关、逻辑电路、液晶显示、磁性材料等众多领域. 主要是从有机合成的角度, 对这类材料的合成进行了较为全面的概括, 对各种合成方法分别加以介绍和分析, 对其发展趋势予以探索和展望.     

双功能螺吡喃螺噁嗪类光致变色化合物研究进展

光致变色材料在光学镜头、光学信息存储、光分子开关等方面具有广泛的应用.双功能光致变色材料的合成与应用研究越来越受关注.综述了以螺吡喃、螺噁嗪为光致变色基团的双功能光致变色化合体系的研究进展,主要介绍了具有荧光性能、与金属离子络合性能的光致变色体系的研究进展以及应用.     

6-氯-8-溴螺(吲哚啉-2,2''''[2H]苯并[b]吡喃)的合成及光致变色性能研究

合成了一系列新型的6-氯-8-溴-螺吡喃光致变色化合物, 并用核磁共振氢谱、红外光谱、质谱和元素分析对目标化合物进行了表征, 利用X射线单晶衍射仪测定了1′,5′-甲基取代化合物的晶体结构.通过UV-Vis光谱对化合物在不同溶剂中的光致变色性能进行了研究, 讨论了溶剂和结构对光致变色性能的影响.在极性较大的溶剂中, 光致变色现象明显; 给电子能力较强的基团和强极性溶剂使最大吸收波长蓝移.     

新型烯桥二芳基乙烯光致变色体系

光致变色材料在一定的波长和强度的光作用下分子结构发生开闭环等变化,从而导致其对光的吸收峰（即颜色）的相应改变,且这种改变一般是可逆的。光致变色体系在光照前后的物理、化学性能（特别是吸收、荧光性质）会发生显著变化,可广泛应用于变色眼镜、光开关、逻辑门以及信息存储等领域。在众多光致变色体系中,有机二芳基乙烯体系具有高热稳定性,一直是应用研究的热门对象。由于全氟环戊烯作为烯桥具有突出的抗疲劳度、双稳态性能,目前大多数二芳基乙烯皆基于此烯桥而设计制备。鉴于二芳基乙烯的烯桥处于光反应中心,对光致变色性能调控尤为显著,而全氟环戊烯作为烯桥在结构上惰性而难以实现化学修饰,因而近年来涌现出许多新型的桥连,实现了更好的性能和更多的应用,本文介绍具有代表性的烯桥及其对应的二芳基乙烯化合物的研究现状,并对其应用前景进行了分析及展望。     

6-氯-8-溴螺（吲哚啉-2，2′[2H]苯并[b]吡喃）的合成及光致变色性能研究

合成了一系列新型的6-氯-8-溴-螺吡喃光致变色化合物,并用核磁共振氢谱、红外光谱、质谱和元素分析对目标化合物进行了表征,利用X射线单晶衍射仪测定了1′,5′-甲基取代化合物的晶体结构.通过UV-Vis光谱对化合物在不同溶剂中的光致变色性能进行了研究,讨论了溶剂和结构对光致变色性能的影响.在极性较大的溶剂中,光致变色现象明显;给电子能力较强的基团和强极性溶剂使最大吸收波长蓝移.     

2-芳氧基-1,8-邻苯二甲酰基萘的合成及光致变色性

合成了3种2-芳氧基-1,8-邻苯二甲酰基萘类光致变色化合物,通过核磁共振谱、红外光谱、质谱和元素分析确定了结构.对产物进行了荧光光谱测定,3种光致变色化合物的荧光强度和Stoke位移都较大.用紫外-可见分光光度计对其在丙酮溶液中的光致变色行为进行了测定,3种光致变色化合物在300-600 nm范围内都具有一定的光致变色性能和较大的吸光系数.     

含芳香稠环或杂环的光致变色螺吡喃化合物的光谱性能及与DNA作用研究

研究9种带有芳香稠环或杂环基团的光致变色螺吡喃化合物的光致变色性能和荧光性质.通过紫外-可见吸收光谱和荧光光谱对该类化合物与DNA相互作用性能进行了初步探讨.     

N-苯基取代2,3双-[3-(1-乙基-2-甲基-吲哚)]-马来酰亚胺的合成和光致变色性能研究

有机光致变色化合物由于在光信息存储等高科技领域有着潜在的应用前景,近年来已引起了人们的极大兴趣^[1]。     

Fe(II)自旋交叉分子材料

自旋交叉配合物具有理想的分子双稳态,可用作新型的热开关、光开关和信息存储器件。本文对近三年来Fe(II)自旋交叉分子材料的重要研究进展进行了综述,主要讨论了转变温度在室温附近的Fe(II)自旋交叉配合物以及具有光致激发自旋态捕获(LIESST)效应和多功能的Fe(II)自旋交叉分子材料,并对Fe(II)自旋交叉分子材料的应用前景作了探讨。     

单分散磁性纳米粒子靶向药物载体

本文综述了单分散磁性氧化铁纳米粒子的主要制备方法、表面修饰以及在生物医学靶向药物方面的应用研究进展。金属有机前驱体高温热分解法、溶剂热合成法和LSS（liquid-solid-solution）法是目前制备高质量单分散磁性纳米粒子比较有效的手段。通过表面修饰制备出的具有良好水溶性、生物相容性和活性功能基团的磁靶向药物载体将可能实现定位蓄积、高效载药、控制释药和可生物降解等靶向治疗癌症的目的。开发出具有荧光检测、主动靶向识别、高效载药、智能控药释放、无毒副作用和生物相容性于一体的多功能靶向药物载体将是其发展趋势。     

Multifunctional particles: Magnetic nanocrystals and gold nanorods coated with fluorescent dye-doped silica shells

Multifunctional colloidal core-shell nanoparticles of magnetic nanocrystals (of iron oxide or FePt) or gold nanorods encapsulated in silica shells doped with the fluorescent dye, Tris(2,2′-bipyridyl)dichlororuthenium(II) hexahydrate (Rubpy) were synthesized. The as-prepared magnetic nanocrystals are initially hydrophobic and were coated with silica using a microemulsion approach, while the as-prepared gold nanorods are hydrophilic and were coated with silica using a Stöber type of process. Each approach yielded monodisperse nanoparticles with uniform fluorescent dye-doped silica shells. These colloidal heterostructures have the potential to be used as dual-purpose tags—exhibiting a fluorescent signal that could be combined with either dark-field optical contrast (in the case of the gold nanorods), or enhanced contrast in magnetic resonance images (in the case of magnetic nanocrystal cores). The optical and magnetic properties of the fluorescent silica-coated gold nanorods and magnetic nanocrystals are reported.     

A Combination of Selective Light Reflection and Fluorescence Modulation in a Cholesteric Polymer Matrix

Summary: The phase behavior and optical properties of a cholesteric ternary copolymer, containing nematogenic phenylbenzoate, cholesteric, and photochromic diarylethene side groups, and its mixture with 2 wt.‐% fluorescent dopant were studied. The investigation of the kinetics of a photochemical opening‐cycle process of the photochromic groups in the cholesteric mixture proved the energy transfer from the fluorescent dopant to the photochromic diarylethene groups. It was shown that the fluorescence intensity of the fluorescent dopant could be controlled by the portion of the “closed” form of the diarylethene groups. During the photocyclization of the photochromic groups a “degeneration” of the selective light reflection of the cholesteric matrix is observed.

Fluorescence‐resonance energy transfer makes possible the process of photosensitization of the back ring‐opening photoreaction of the photochromic diarylethene groups in the cholesteric polymer matrix.     

基于局域表面等离子体共振效应的光学生物传感器*

贵金属纳米粒子表现出许多常规块体材料所不具备的优异性能,其中局域表面等离子体共振 (LSPR) 特性是研究热点之一。LSPR 的形状和位置与纳米粒子的组成、大小、形状、介电性质以及局域介质环境密切相关。基于这一特性,贵金属纳米粒子已广泛应用于光学生物传感器、光过滤器和表面增强光谱等领域。本文对各种结构的贵金属纳米粒子的制备方法及其在光学生物传感器中的应用进行了综述,并对 LSPR 纳米传感器的未来发展前景做了展望。     

聚合物纳米粒子的结构和性能对胞吞和细胞功能的影响

随着纳米医学的发展,越来越多的聚合物纳米粒子被用作荧光探针和药物或基因的载体,在生物分析、检测以及药物传输和基因治疗等领域得到应用。细胞的胞吞是细胞将细胞外基质、病毒、微组织或纳米粒子运送到细胞内部的一个重要生理过程。研究细胞对纳米粒子的胞吞,有助于从细胞层次上理解生命现象,掌握细胞内治疗的机理。本文综述了近几年来细胞和聚合物纳米粒子之间相互作用的最新研究结果。首先介绍了用于胞吞研究的常用聚合物纳米粒子体系及其功能化方法,尤其是荧光探针的复合与表面修饰。进而介绍了细胞和聚合物纳米粒子之间相互作用的基本过程,包括聚合物纳米粒子在细胞转运过程中的驱动力、细胞内转运过程、在细胞中的分布及其细胞毒性。对影响聚合物纳米微粒胞吞的因素如纳米粒子浓度、共培养时间、纳米粒子性能（形状、粒径、电荷和PEG修饰）、细胞类型和培养条件等进行了总结。最后重点介绍了用于受体介导细胞胞吞的聚合物纳米粒子体系,指出了目前研究工作中的不足及未来发展方向。     

环肽纳米管的应用研究

环肽分子通过主链骨架中C=O和N-H形成分子间网络氢键,以β-片层反平行方式堆积可形成中空管状结构。通过控制环肽的结构和尺寸,或修饰具有不同功能的基团,可获得多种结构和性能的肽纳米管。本文综述了环肽分子自组装成纳米管的应用研究成果。首先介绍了带合适疏水性侧链的环肽纳米管在模拟生物跨膜离子通道方面的实验和理论研究进展,重点论及环肽纳米管的结构、极性和侧链的疏水性等对离子通道传输行为的影响以及分子动力学（MD）模拟研究水通道的进展。进而介绍了环肽纳米管用作生物传感器模板,与功能性（如电性、光学性和磁性）纳米材料合成制备生物传感器的实验研究成果,接着介绍了环肽纳米管作为药物或药物载体潜在的应用前景,特别是在某些抗菌和抗感染药物开发设计中的应用以及环肽在不同极性的环境中自组装过程微观机制的MD模拟研究,最后介绍了环肽纳米管作为模板,制备磁性、电性纳米材料方面的实验和理论研究进展。     

金属纳米颗粒制备中的还原剂与修饰剂*

金属纳米颗粒由于其独特的光学、电学、化学性质以及各种潜在的应用价值,受到不少研究人员的广泛关注。实现金属纳米粒子尺寸、形貌可控,改善粒子分散性和稳定性,提高产率及纯度已成为具有挑战性的研究课题,不断发展和完善金属纳米粒子的合成方法则显得尤为重要。本文总结了目前制备金属纳米材料的几种化学方法：化学试剂还原法、电化学还原法、辐射还原法等,分类介绍了化学试剂还原法中常用的无机、有机还原剂,以及含氮、磷、羧基、巯基小分子有机化合物以及高分子聚合物等修饰剂并重点总结了其还原和修饰机理。     

钒化合物抗糖尿病作用的研究进展*

在糖尿病的治疗研究中,体内和体外的研究表明,钒化合物可以降低I型和II型糖尿病血糖,促进葡萄糖转运和糖原合成,具有“类胰岛素作用”。本文综述了近年来钒化合物在降低和改善糖尿病症状的生物效应及其通过胰岛素信号通路在降糖作用的分子机制的研究进展。     

Heading to photoswitchable magnets

The review concerns the strategic approaches to the photomodulation of the magnetic properties of molecular hybrid compounds combining magnetic and optical properties. The approaches developed include photocontrol of intra- and intermolecular magnetic coupling and manipulation of the effect of the photochromic sublattice on the bulk behavior of molecular magnets. In the framework of the first approach, we consider photoinduced charge-transfer phase transitions, changes in the spin state of magnetic centers, photoswitching of intramolecular exchange interactions between magnetic centers connected by a photochromic bridge, and generation of high-spin organic molecules forming high-spin groups due to intermolecular exchange interactions. In the framework of the second approach, we discuss hybrid polyfunctional compounds combining magnetic and photochromic sublattices in the same crystal lattice, as well as intercalation of organic photochromes into voids or inter-layer space of organic magnetics (or vice versa). Creation of such materials allows not only several functions to be combined in the same lattice, which is important for reducing the size of hardware components, but also these properties to be controlled and modified through synergistic effects. The results of basic research suggest that novel materials for various practical applications can be created using principles of crystal chemical engineering. Published in Russian in Izvestiya Akademii Nauk. Seriya Khimicheskaya, No. 4, pp. 704–721, April, 2008.