基本信息
- 項目名稱：
- 基于偶氮四唑配合物熒光材料的合成及其在細胞成像中的應用研究
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 自然科學類學術論文
- 簡介：
- 本課題研究成果發(fā)表在英國皇家化學學會Chem.Comm.2011,47,2402(IF=5.5），另一篇投到美國化學會的Cryst.Growth Des.(IF=4.1），只需較少修改正在發(fā)表中，另外兩篇論文分別投到美國化學會的Inorg.Chem.和英國皇家學會的CrystEngComm.，目前兩篇文章都審稿中。另外兩篇文章已經被SCI收錄的《結構化學》和《無機化學學報》正在發(fā)表中。
- 詳細介紹：
- 本作品設計和合成14種首次報道的配合物，[Cd(en)2(trans-AZT)].4H2O (1)，[Cd(pn)2(trans-AZT)](2), {[Zn(en)2(trans-AZT)0.5](trans-AZT)0.5}(3), {[Zn(2,2’-bpy)3](trans-AZT)0.5NO3.6H2O}(4), {[Zn(en)2(trans-AZT)2] (trans-en).2H2O}(5), {[Ni(2,2’-bpy)3]2(cis-AZT)(trans-AZT).10H2O}(6) {[Ni(en)2(trans-AZT)2](trans-en).2H2O}(7), {[Ni(en)2(trans-AZT)](trans-AZT) (trans-en).2H2O}(8), {[Cu(en)2(trans-AZT)].2H2O}(9), {[Cu(en)2(trans-AZT)0.5] (trans-AZT)0.5}(10),{[Co(en)3]2(AZT)3.3H2O}(11),{[Cu(en)2(trans-AZT)2](trans-en).2H2O}(12)；[Cu(H2bta)Cl2(H2O)]?2H2O (13)和[Zn(Phen)3]I2?5H2O] (14) ，用x-射線表征了全部化合物的單晶體結構，結果顯示該類化合物呈現(xiàn)多種不同的空間結構，首次分析和報道了X--π，π--π-分子間弱作用力；報道了I–(H2O)2,3的晶體結構和特有的電化學性質I–(H2O)2,3→I-+[e-(H2O)2,3]；用激光共聚焦顯微鏡等表征了這些化合物的光學性質，研究了部分化合物的光致、熱致變色性質，首次將該類配合物特征熒光成功用于了洋蔥細胞的標記和成像分析。研究成果整理成六篇論文，分別發(fā)表在《Chem. Comm. 2011，47（8），2402》，正在發(fā)表《Cryst.Growth Des.》（影響因子，4.1），兩篇《Inorg.Chem.》和《CrystEngComm》的文章審稿中。另外兩篇文章已經被SCI收錄的《結構化學》和《無機化學學報》》接收，正在出版中。
作品圖片
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 1.目的 本課題研究成果一篇發(fā)表在英國皇家化學學會化學通訊2011,47,2402，一篇被美國化學會的晶體生長與設計接收發(fā)表，另兩篇文章已被SCI收錄的《結構化學》和《無機化學學報》正在出版中。 2.基本思路 （1）前言中簡述本課題的研究意義與當前國內外研究現(xiàn)狀; （2）正文中主要介紹設計的多種新型配合物的合成方法、結構與性質表征方法、結果分析以及將部分化合物用于細胞成像標記。
科學性、先進性及獨特之處
- 本次參賽作品全部是在國際、國內已經發(fā)表和正在發(fā)表中高影響的期刊論文.本次作品設計和合成了多種的功能配合物都是首次報道，研究成果整理出的六篇論文在國際學術上有很高影響，比如 Chem. Comm.影響因子達到5.5；率先將該類熒光配合物成功用于洋蔥細胞核的標記和成像分析，為偶氮四唑等配體構筑的配合物作為新型的細胞熒光探針提供了十分重要的參考依據(jù)。
應用價值和現(xiàn)實意義
- 本作品設計和合成的具有很好熒光性質的偶氮四唑類功能配合物在紫外光照、加熱和不同溶劑條件下，能夠從反式構型向順式構型轉變，這種光致、熱致異構轉變伴隨著光信號的變化，展示了在光開關、信息貯存、光通訊等方面具有廣泛的應用前景。用激光共聚焦顯微鏡首次將該類配合物特征熒光成功用于洋蔥細胞的標記和成像分析，為偶氮四唑等配體構筑的配合物作為新型的細胞熒光探針邁出了開創(chuàng)新性一步，具有十分重要的應用價值。
學術論文摘要
- 本作品合成14種首次報道的配合物，如：[Cd(en)2(trans-AZT)].4H2O (1)，[Cd(pn)2(trans-AZT)](2),{[Zn(en)2(trans-AZT)0.5] (trans-AZT)0.5}(3),[Cu(H2bta)Cl2(H2O)]?2H2O(4)，[Zn(Phen)3]I2?5H2O](5)，{[Zn(2,2’-bpy)3](trans-AZT)0.5NO3.6H2O}(6), {[Zn(en)2(trans-AZT)2](trans-en).2H2O}(7), {[Ni(2,2’-bpy)3]2(cis-AZT)(trans-AZT).10H2O}(8)，{[Co(en)3]2(AZT)3.3H2O}(9),{[Ni(en)2(trans-AZT)2](trans-en).2H2O}(10)等 ，X-射線衍射結果證明這些配合物呈現(xiàn)多種不同的空間結構，首次報道X--π，π--π-分子間弱作用力；報道I–(H2O)2,3的晶體結構和特有電化學性質I–(H2O)2,3→I-+[e-(H2O)2,3]；用激光共聚焦顯微鏡等表征了這些配合物的光學性質，研究部分配合物的光致、熱致變色性質，首次將該類配合物特征熒光成功用于洋蔥細胞的標記和成像分析。
獲獎情況
- （1）一篇發(fā)表的作品：Chem.Comm.2011, 47, 2402； 一篇少量修改接受發(fā)表的作品Cryst. Growth Des.； 兩篇正在發(fā)表中文章《無機化學學報》和《結構化學》； 兩篇正在審稿中文章《Inorg.Chem.》和《CrystEngComm》； （2）本作品于2011年4月榮獲第十一屆“挑戰(zhàn)杯”廣東大學生課外學術科技作品競賽省賽特等獎； （3）本作品于2011年3月榮獲第十二屆全國“挑戰(zhàn)杯”大學生課外學術科技作品競賽廣州大學校賽特等獎。
鑒定結果
- 一篇發(fā)表論文請見文獻和附錄Chem.Comm.2011,47,2402；一篇已接受發(fā)表的論文Cryst.Growth Des.請見附錄;兩篇正發(fā)表的論文《無機化學學報》和《結構化學》請見附錄。
參考文獻
- 1.一篇發(fā)表的作品請見文獻和附錄Chem.Comm.2011,47,2402； 2.一篇少量修改接受發(fā)表的作品Cryst. Growth Des.請見附錄文章和附錄審稿人修改意見； 3.兩篇正在發(fā)表中文章《無機化學學報》和《結構化學》請見附錄和附錄修改意見和接受發(fā)表函； 4.兩篇正在審稿中文章Inorg.Chem.（ID: ic-2011-01140g）和CrystEngComm.(ID :CE-ART-05-2011-005514)請見附錄。
同類課題研究水平概述
- 近年來，偶氮四唑等配體構筑的熒光功能配合物研究是當今國際研究的熱點之一，該類配合物在光信息存儲、光通訊和細胞探針等領域展示了廣泛的應用前景。但是目前，偶氮四唑類等配體構筑的配合物主要用于高能材料和光信息材料的研究；相對而言，該類化合物用于細胞標記和成像可視化分析的研究很少見文獻報道。尤其是利用光致異構配合物的特征熒光用于細胞探針和成像可視化分析的報道更是非常有限。偶氮四唑是一個具有平面剛性結構且含有十個氮原子的多氮雜環(huán)配體，它配位能力強、配位模式多樣 ，在紫外－可見光或者激光激發(fā)下，可逆地發(fā)生順、反異構化反應。近期，偶氮四唑類光致變色性質在被包含我們在內的幾個課題組發(fā)現(xiàn)和報道,該類化合物可用與細胞中蛋白質、DNA和其它生物分子等以共價或氫鍵等超分子鍵結合，在不同的波長的紫外-可見光激發(fā)下，能夠呈現(xiàn)多種熒光,這種特征熒光可用于細胞組分標記和成像分析。目前用于活細胞成像分析的標記試劑主要包括能夠發(fā)出紫外-可見特征熒光的香豆素、熒光素和羅丹明類分子等以及能發(fā)出近紅外特征熒光的菁類和口惡嗪等。但是，利用這些有機熒光染料分子作為探針有兩大難題急需解決：一是有效克服細胞在可見光區(qū)的自發(fā)熒光對標記分子所發(fā)信號的掩蓋；二是由于有機熒光分子光穩(wěn)定性相對較差，易發(fā)生光漂白，無法較好地實現(xiàn)對所研究分子的長時間熒光標記觀察，這就迫切需要出現(xiàn)一種有強大的、持續(xù)的熒光效應能掩蓋細胞的自發(fā)熒光且具有抗光漂白作用的新的熒光物質。具有特征熒光功能的偶氮四唑類光致異構配合物兼顧了有機配體和金屬離子雙重功能性質，其水溶性和熱穩(wěn)定性良好，在各種不同波長紫外-可見或者激光激發(fā)下，各異構體可以相互轉換并發(fā)出獨立分開的斯托克位移（Stoke’s shift）特征熒光。這種熒光能有效的掩蓋細胞的自發(fā)熒光，很好的滿足了活細胞的熒光標記和成像條件需求。當前，大量設計和合成具有新型熒光活性的化合物是提高和解決細胞生物學中化學標記方法中最關鍵因素。針對目前現(xiàn)狀，利用合成、表征新技術和新方法，在分子水平上開展偶氮四唑等配體構筑的新型的光致異構配體與過渡或者稀土金屬離子構筑的新型熒光配合物發(fā)光材料的設計與合成及其用于活細胞組分和行為靶向標記和成像分析的研究是一項創(chuàng)新性的研究課題，具有十分重要的理論和應用研究價值。
