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有機室溫磷光材料因其高熒光量子產(chǎn)率和長熒光壽命備受光電材料和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域青睞。然而，這些材料通常熒光發(fā)射波長較短，限制了它們在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用。傳統(tǒng)的有機熒光染料則具有長激發(fā)和發(fā)射波長、短熒光壽命的特性。在傳統(tǒng)熒光成像方法中，具有短熒光壽命的檢測信號往往會受到生物背景干擾信號的影響，使得成像信噪比不高，不利于精確的生物成像與檢測。

最近，中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥物研究所胡海宇研究員與嘉興學(xué)院宗乾收副教授課題組合作發(fā)展了主客體摻雜構(gòu)建長壽命熒光染料的研究策略。研究者采用了常用的BODIPY染料和具有長壽命的有機室溫磷光分子o-AI-Cz作為主、客體材料，通過設(shè)計一種主客體分子摻雜的方法，成功實現(xiàn)了從有機室溫磷光分子o-AI-Cz向短壽命熒光染料Bodipy-2I的高效F?rster共振能量轉(zhuǎn)移（FRET）。

主客體摻雜RTP體系的設(shè)計和機制示意圖。

o-AI-Cz、Bodipy-2I和o-AI-Cz/Bodipy-2I(n_Bodipy-2I = 0.3)在HeLa細(xì)胞中(a)單光子和(b)雙光子熒光成像。

o-AI-Cz/Bodipy-2I(n_Bodipy-2I = 0.3)在數(shù)據(jù)加密和防偽應(yīng)用

該研究采用了主客體分子摻雜和共晶策略，成功實現(xiàn)了主客體分子間高效的熒光共振能量轉(zhuǎn)移。通過這種方式，具備短發(fā)射波長和長壽命特性的有機室溫磷光分子o-AI-Cz在受到激發(fā)后，能夠有效地將能量傳遞給具有長發(fā)射波長和短壽命特性的有機熒光分子Bodipy-2I。這使得Bodipy-2I分子獲得了長壽命發(fā)光。在Bodipy-2I% = 30%的摻雜比例下，這種特性延長了分子的壽命達到了595 ms，并且發(fā)射波長出現(xiàn)了紅移。研究者進一步探索了該體系在生物學(xué)方向的應(yīng)用潛力。通過單、雙光子熒光成像實驗，證實了其在細(xì)胞成像中的應(yīng)用前景。同時，該體系在數(shù)據(jù)加密和防偽應(yīng)用方面也展示了良好的應(yīng)用潛力。此研究發(fā)展了一種通過FRET效應(yīng)實現(xiàn)長熒光壽命的方法，為進一步設(shè)計合成具有廣泛應(yīng)用潛力的有機熒光體系提供了新思路。

論文信息

Accessing a Long-Fluorescence-Lifetime BODIPY Dye via Efficient F?rster Resonance Energy Transfer Induced by Host-Guest Doping

Lian-Jun Cai,?Dr. Xiang Wang,?Prof. Qian-Shou Zong,?Prof. Xin-Peng Jiang,?Prof. Hai-Yu Hu

ChemPhotoChem

DOI: 10.1002/cptc.202300042

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