基于主客体作用构筑的聚集诱导发光型超分子组装体 在生物医用领域的研究进展

主客体相互作用是超分子自组装过程中最重要的作用方式之一,常被用于构建多功能超分子材料.基于主客体相互作用,利用具有聚集诱导发光性质的大环主体分子或客体分子作为自组装基元,构筑具有聚集诱导发光效应的超分子体系,并将其应用于药物递送、细胞成像、生物传感等生物领域,已成为超分子化学的研究热点.从超分子组装体的发光效应分别源于主体分子和客体分子两方面,介绍了近五年来以环糊精、杯芳烃、葫芦脲、柱芳烃及其它大环为主体化合物,基于主客体作用构筑的聚集诱导发光超分子组装体,并对其在生物医用领域的研究进展进行了简要综述.     

多策略可控合成原子精度合金纳米团簇（英文）

合金纳米团簇作为一类新兴的多功能纳米材料已被广泛用于催化、光学传感以及生物医学成像等研究领域,而纳米团簇的可控合成和结构特征是调节纳米团簇性质并对其进一步利用的基础。尽管当前有关金属纳米团簇可控合成和结构特征的研究主要集中在单金属纳米团簇中,但有关合金纳米团簇原子精度的可控合成也取得了显著的进展。本文综述了配体保护的合金金属纳米团簇原子精度可控合成策略,包括一步合成法、金属交换、配体交换、化学刻蚀、簇间反应、原位两相配体交换以及最新的表面模体交换反应,并对相关合成策略的优缺点进行了详细的讨论和阐述。     

多策略可控合成原子精度合金纳米团簇

合金纳米团簇作为一类新兴的多功能纳米材料已被广泛用于催化、光学传感以及生物医学成像等研究领域,而纳米团簇的可控合成和结构特征是调节纳米团簇性质并对其进一步利用的基础。尽管当前有关金属纳米团簇可控合成和结构特征的研究主要集中在单金属纳米团簇中,但有关合金纳米团簇原子精度的可控合成也取得了显著的进展。本文综述了配体保护的合金金属纳米团簇原子精度可控合成策略,包括一步合成法、金属交换、配体交换、化学刻蚀、簇间反应、原位两相配体交换以及最新的表面模体交换反应,并对相关合成策略的优缺点进行了详细的讨论和阐述。     

铜纳米簇的制备、聚集诱导荧光增强性能及应用研究进展

铜纳米簇不仅具有金属纳米簇的特异性,还有前驱体价格便宜等优点,因此有广泛的应用前景。从配体辅助法、模板法、微波法、电化学法和刻蚀法等综述了铜纳米簇的制备方法。从离子诱导聚集、pH诱导聚集、组装诱导聚集和溶剂诱导聚集增强发射等方面综述了铜纳米簇聚集诱导荧光发射增强性能。从离子检测、小分子检测、酶活性检测、生物大分子检测和生物成像等方面综述了铜纳米簇的应用,并对铜纳米簇的制备、性能优化和应用等方面作了展望。     

荧光可视化技术在食品分析中的应用进展

介绍了常见的荧光可视化传感器(比率、纸基、分子印迹荧光传感器),荧光可视化传感机制(荧光共振能量转移、内滤效应、光诱导电子转移、聚集诱导猝灭、聚集性诱导发射、分子内电荷转移、金属-配体电荷转移等)及其判定方法，综述了量子点(普通量子点和生物质量子点)、有机荧光物质和金属荧光纳米团簇等发光物质作为荧光可视化探针在食品分析中的应用，并对其发展前景进行了展望(引用文献69篇)。     

2,2':6',2"-联三吡啶配体的合成

近年来,2,2':6',2"-联三吡啶作为典型的三齿有机杂环配体在超分子化学与材料化学领域得到广泛应用.通过取代基团对配体的结构修饰或改变金属离子的类型可以调控联三吡啶金属络合物的光物理和电化学性能,从而得到多种不同用途的功能化材料及超分子组装体.本文对单核联三吡啶配体近年来发展的典型合成方法加以阐述,并简单介绍联三吡啶配体在超分子化学中的应用.     

基于铕取代多金属氧簇的手性发光液晶材料（英文）

将铕取代的多金属氧簇引入手性液晶体系是构筑多功能手性发光软材料的有力工具。圆二色谱表明手性两亲分子可以通过静电相互作用诱导非手性多金属氧簇显示出超分子手性。差示扫描量热法、偏光显微镜和变温X射线衍射证实这种有机无机杂化的多金属氧簇复合物具有热致液晶性质。复合物的薄膜显示出本征发光,并且我们可以通过温度调控复合物的发光性质。用手性介晶阳离子静电包覆多金属氧簇是构筑多金属氧簇基手性发光液晶材料的有效方法。     

磺化杯芳烃的超分子组装体构筑及其功能

磺化杯芳烃具有非常强的分子键合能力, 被广泛用于水相超分子自组装研究. 介绍了磺化杯芳烃与客体阳离子形成超分子组装体的主要驱动力和形貌调控因素; 总结了包括主体诱导客体聚集、客体诱导主体聚集及主客体共组装在内的三种主要聚集模式; 并展望了其在刺激响应材料、药物传递载体、多功能超分子平台和超分子催化等领域的重要应用前景.     

有机阳离子-无机多阴离子复合物:高分子体系中的组装及其自组装

有机阳离子包覆多金属氧簇无机多阴离子形成的具有确定化学组成、两亲性核壳结构超分子复合物,具有易于调控和集成有机和无机组分结构与功能的特性.以此类复合物为预组装体的自组装和高分子功能杂化材料展现了一类具有多方面构筑超分子组装体的新型构筑基元体系.如何实现预组装体复合物在结构稳定、具有良好加工性基材中的组装和功能化成为这一领域的重要研究内容.本文系统地总结了基于此类超分子复合物的高分子纳米复合材料和溶液中组装方面的研究进展与发展趋势.     

多彩金纳米簇:从结构到生物传感和成像

金纳米簇是一种具有发光性能的“类分子”新兴纳米材料.通过调控金原子数目和配体组成性质,金纳米簇可以实现同激发光下不同波段发射,从而展现出“五彩缤纷”的发光特性,这使其被广泛应用于光催化、光学器件、传感和成像等多个领域.因此,开发和优化具有优异发光性能的金纳米簇一直是化学、材料和生物学科的研究热点.本文立足于金纳米簇的发...     

水相氧化钛团簇的合成、性质和应用

氧化钛团簇是一类具有明确结构的分子型化合物,可以视为二氧化钛纳米颗粒的分子类似物,不仅具有新奇的分子结构,而且具有优异的光响应性质.近10年来,氧化钛团簇的合成、性质和应用研究取得了快速发展.水相合成的氧化钛团簇是多金属氧团簇(广义多酸、多金属氧酸盐)的一个分支.本文综述了水相氧化钛团簇的合成思路、合成体系和典型案例,...     

基于乙醇和铝离子聚集诱导的铜纳米团簇（英文）

金属纳米团簇(MNCs)作为一种新型的纳米材料,具有合成方法简单、光稳定性强、毒性低、生物相容性好以及发光效率高等优点。在本研究中,使用"一锅法"合成谷胱甘肽保护的铜纳米团簇。在激发波长为370 nm时,GS@CuNCs的荧光发射波长在610 nm左右。铜纳米团簇可以通过有溶剂诱导和阳离子诱导两种方法聚集诱导增强其荧光强度。通过测定在不同溶剂(乙醇、甲醇、N,N-二甲基甲酰胺)中铜纳米团簇的荧光强度,探究了溶剂极性对聚集的影响。研究结果表明:在水溶液中铜纳米团簇只发射弱的荧光,随着乙醇含量从0%到85%,其荧光强度逐渐增强。此外,我们开发了一种新的选择性好、灵敏性高的检测铝离子的荧光探针。线性范围为2-20μmol·L-1,且检测限(LOD)为33 nmol·L-1。进一步探究可得,乙醇和铝离子能使GS@CuNCs荧光强度显著增加的机理为聚集诱导荧光增强。     

金属团簇的超原子分子理论

选取合适的金属团簇(超原子)作为结构基元,进而组装形成新的团簇或晶体材料是团簇科学中一个有趣且充满挑战的课题,受到了实验和理论研究者的广泛关注.通过超原子组装这种"自下而上"的组装方式,可以获得具有特定物理化学性质的新材料.但是,长久以来针对如何进行超原子组装并无清晰、统一的理论认识,超原子组装基本等同于超原子的任意堆砌或拼接.那么,超原子能否像原子那样通过特定化学键形成分子或晶体?超原子间如何成键?超原子组装是否有一定模式可循?为了回答这些问题,我们提出了一个唯象理论:超原子分子理论.该理论的核心是构建超原子间的成键规则,将涉及超原子的"超级化学键"概括为3种类型,即超级共价键、超级杂化键和超级非键.超原子可以通过超级化学键结合形成超原子分子或超原子晶体.同时,超原子分子理论指出,超原子具有几何结构不同但电子结构相似的异构体,这些异构体称为"等同超原子".等同超原子同样可以作为组装基元,通过超级化学键进行结合.另外,针对包含复杂成键类型的团簇体系,超原子分子理论概括出了两种超原子组装模式,分别称为超原子网络和杂化超原子网络.综上所述,超原子分子理论包含了对超原子间成键规则的理解,对超原子组装基元的思考以及对超原子组装模式的认识.超原子分子理论的相关内容不仅可以为超原子组装提供系统的理论依据,而且可以对特殊团簇结构的稳定性给出合理解释,还可以为新型团簇的结构设计以及实验合成提供理论指导.     

金纳米粒子和聚合物复合体系分子设计与组装过程的计算机模拟

金纳米粒子除了拥有纳米粒子的体积效应、表面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等优异性能之外,还有一些特殊性能,如良好的稳定性、抗菌抑菌功能、表面吸收带效应、荧光效应等。量子化学计算方法提供了从分子水平上探究金团簇的催化和反应活性的影响因素,如金团簇的尺寸、形状、电子状态、活性位点的类型和结构等。分子动力学可以更好地模拟纳米粒子与配体和溶剂的相互作用方式,同时给出热力学和动力学行为。耗散粒子动力学等介观模拟方法则被应用到金纳米粒子和聚合物复合体系自组装过程的研究,并可以给出调控自组装结构的有效方案。以高分子与纳米粒子复合物为研究对象,明晰影响复合物结构和性质的主导因素,探索复合物调控机制,提出决定复合物功能的主控因素,进一步理解高分子与纳米粒子复合物的本质,可以为实验上制备、优化新型高分子与纳米粒子复合物材料提供可靠的理论帮助。     

金属纳米颗粒中的单原子穿梭

正金属纳米团簇(1–2 nm)作为固体的初始形态,在物质从原子态向金属态转变过程及组装和表面/界面化学中起着关键作用~1。研究金属纳米团簇的形成、结构与性质不仅可以了解宏观材料的结构起源和性质演变,更因为其具有量子限域行为而表现出强烈的性质变化。这种性质上的变化赋予了金属纳米团簇在催化、光学、磁性等领域的广     

发光金纳米簇的配体演化:从氨基酸到蛋白质

金纳米簇是一种超小尺寸的新型发光纳米材料,具有抗光漂白能力强、斯托克斯位移大、生物相容性好、毒性低等特点,是当前发光纳米材料研究中的热点领域之一.迄今,发光金纳米簇的研究经历了不同阶段的发展和功能上的进化,而这些和配体的发展密切相关.本综述以配体演化为基础,着重调研和讨论了从氨基酸到多肽和蛋白质这一脉相承的配体如何被用来制备发光金纳米簇以及如何被开发利用于生物传感等领域.具体内容包含了金纳米簇的合成方法、发光机制以及响应性质,并将配体对金纳米簇的影响进行了分类探讨,提出了金纳米簇领域目前所面临的挑战和其未来的发展方向.     

纳米团簇的超分子自组装

在纳米材料的应用过程中, 纳米团簇或纳米粒子的组装将是非常关键的一步。纳米团簇的超分子化学组装方法可分为两类, 即胶态晶体法和模板法。胶态晶体法是利用胶体溶液的自组装特性将纳米团簇组装成超晶格, 可得到二维或三维有序的超晶格。模板法是利用纳米团簇与组装模板间的识别作用来带动团簇的组装, 可应用的模板有固体膜、单分子膜、有机分子、生物分子等。其中, 单分子膜模板是研究最多也是最为成熟的一种; 生物分子间严密的分子识别功能使其成为非常有发展前途的组装模板, 而且用生物分子模板有可能实现不同纳米团簇间的组装。     

软外延生长法构筑纳米粒子超晶格材料

由纳米粒子自下而上自组装而成、高度有序的纳米粒子超晶格材料是近年来兴起的一类新型材料.本文主要概述了软外延生长法构筑纳米粒子超晶格材料的概念及组装策略,结合近几年本课题组的相关研究工作,主要介绍了几种不同的基底材料,以及通过调控基底与纳米粒子之间的相互作用来构建纳米粒子超晶格材料.具体包括以纳米粒子超晶格、有机分子笼晶体以及超分子组装体等作为基底诱导纳米粒子软外延生长.通过软外延生长法可实现对纳米粒子超晶格维度(包括一维、二维以及三维)的有效调控.同时,阐明了纳米粒子与基底材料的弱键相互作用机制,该机制也成为构筑无机纳米粒子/有机分子有序组装体重要的物理化学基础.     

一种新型聚集诱导发光的片状银纳米簇聚集体的合成

具有聚集诱导发光的片状银纳米簇聚集体在生物传感、生物成像等多个领域表现出良好的应用前景。以D-青霉胺(RSH)为配体，在室温下和硝酸银反应，以高产率96%合成了银纳米簇聚集体，并通过红外光谱、X-射线光电子能谱、热重分析、质谱、X-射线衍射、扫描电镜和透射电镜对其结构进行了表征。结果表明：银纳米簇聚集体是银纳米簇通过氢键网络连接形成的微米尺度的片状结构，化学组成是(AgSR)_n。紫外可见吸收光谱和发光光谱研究发现，银纳米簇聚集体最大吸收波长在253 nm,最大发射波长在564 nm;在相同浓度下，银纳米簇聚集体的水溶液不发光，但随着乙醇体积分数的增加，发光逐渐增强，显示出聚集诱导发光行为。     

2,2′:6′,2″-联三吡啶配体的合成

近年来,2,2′:6′,2″-联三吡啶作为典型的三齿有机杂环配体在超分子化学与材料化学领域得到广泛应用。通过取代基团对配体的结构修饰或改变金属离子的类型可以调控联三吡啶金属络合物的光物理和电化学性能,从而得到多种不同用途的功能化材料及超分子组装体。本文对单核联三吡啶配体近年来发展的典型合成方法加以阐述,并简单介绍联三吡啶配体在超分子化学中的应用。