有机分子光开关由于其独特的光致变色效应而被广泛应用于变色眼镜、光学信息存储等相关领域。尽管如此,对分子光开关的研究还仍处于研究的初级阶段,其研究的广度和深度有待加强,特别是在多学科的整合方面仍显不足,从分子设计到实际应用还有很长的距离。
武汉光电国家实验室有机光电子学团队的朱明强教授课题组长期从事荧光分子开关的研究。近年来,该课题组分别以螺吡喃、二芳烯和联咪唑三类分子开关为母体,构建了一系列荧光分子开关库。通过独特的分子设计,该课题组将荧光发射、荧光开关、pH敏感、可聚合和水溶性等五种功能集成与同一个分子上,发展出能直接进入活细胞并靶向溶酶体的高分子荧光开关,并成功用于活细胞内溶酶体的超分辨荧光成像,分辨率为50纳米。这是二噻吩乙烯类分子开关首次用于细胞成像并达到最高分辨率的报道。该研究结果发表在聚合物领域旗舰期刊Macromolecules 2014, 47, 8594−8601。
该研究得到了国家“ 973”计划(Grant No. 2015CB755602, 2013CB922104)、国家自然科学基金面上项目(Grant No. 20874025、21174045、21474034)的支持。
图1 二噻吩乙烯-萘酰亚胺聚合物及其光开关示意图
图2 活细胞溶酶体超分辨成像
(责任编辑:陈智敏)