理化所研發出新型超分子聚合物比率式納米氧氣感測器

【中國化工儀器網 行業動態】 氧（O2）在很多生物體系的生理及病理學過程中起著重要的作用。乏氧與各種疾病相關，例如癌症的生長、神經紊亂、心血管疾病等。因此，活細胞和組織內對氧水平的檢測和成像對於癌症的診斷、理解細胞功能和疾病的病原具有關鍵作用。在比率式光學氧氣感測器中，氧的含量是通過感測器不同位置的發光比例確定，具有較好的準確性、抗背景干擾性，並允許在細胞和組織內實時高分辨地進行測定和成像，在生物和醫學領域有著較好的應用前景。

理化所研發出新型超分子聚合物比率式納米氧氣感測器

基於前期對超分子聚合物發光納米粒子的研究，中國科學院理化技術研究所超分子光化學實驗室的研究團隊於近期研發出新型超分子聚合物比率式納米氧氣感測器。與目前基於小分子、共軛聚合物、量子點等比率式氧氣感測器不同，該研究團隊巧妙地將具有雙四重氫鍵的卟啉作為磷光指示劑、二羰基氟硼化合物作為熒光參比、二苯基蒽作為骨架分子，並通過四重氫鍵作用將三種單體組裝成在水中均勻分散的超分子聚合物納米小球。其對氧氣具有極好的比率式響應性，並適用活細胞內氧含量的比率式檢測。這種納米感測器製備簡單，功能和尺寸易調節，具有良好的檢測可逆性、儲存穩定性、光穩定性，利於細胞的攝入與分布，易於生物降解，將有望發展成為具有複合功能的感測器。

這一成果近期發表在《先進功能材料》上（Adv. Funct. Mater. 2016, 26, 5419–5425），並被選為back cover。文章的通訊作者為理化所副研究員陳玉哲，第一作者為碩士生王瑞芳。

基於類似的設計思想，研究團隊成員合成了具有雙四重氫鍵的二聯吡啶鉑配合物，細緻研究了其在溶液中形成超分子聚合物的機制、光物理性能，並製備了可應用於磷光壽命成像的磷光超分子聚合物納米顆粒。（Chem. Eur. J. 2016）此外，該團隊成員還成功利用四重氫鍵調節了純有機化合物的單重態-三重態的雙向能量傳遞（J. Phys. Chem. C. 2016）。