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基本信息

項(xiàng)目名稱：
基于偶氮四唑配合物熒光材料的合成及其在細(xì)胞成像中的應(yīng)用研究
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
本課題研究成果發(fā)表在英國(guó)皇家化學(xué)學(xué)會(huì)Chem.Comm.2011,47,2402(IF=5.5），另一篇投到美國(guó)化學(xué)會(huì)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(guó)化學(xué)會(huì)的Inorg.Chem.和英國(guó)皇家學(xué)會(huì)的CrystEngComm.，目前兩篇文章都審稿中。另外兩篇文章已經(jīng)被SCI收錄的《結(jié)構(gòu)化學(xué)》和《無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào)》正在發(fā)表中。
詳細(xì)介紹：
本作品設(shè)計(jì)和合成14種首次報(bào)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(jié)構(gòu)，結(jié)果顯示該類化合物呈現(xiàn)多種不同的空間結(jié)構(gòu)，首次分析和報(bào)道了X--π，π--π-分子間弱作用力；報(bào)道了I–(H2O)2,3的晶體結(jié)構(gòu)和特有的電化學(xué)性質(zhì)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(xué)性質(zhì)，研究了部分化合物的光致、熱致變色性質(zhì)，首次將該類配合物特征熒光成功用于了洋蔥細(xì)胞的標(biāo)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(jīng)被SCI收錄的《結(jié)構(gòu)化學(xué)》和《無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào)》》接收，正在出版中。

作品圖片

  • 基于偶氮四唑配合物熒光材料的合成及其在細(xì)胞成像中的應(yīng)用研究
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  • 基于偶氮四唑配合物熒光材料的合成及其在細(xì)胞成像中的應(yīng)用研究
  • 基于偶氮四唑配合物熒光材料的合成及其在細(xì)胞成像中的應(yīng)用研究

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(guó)皇家化學(xué)學(xué)會(huì)化學(xué)通訊2011,47,2402，一篇被美國(guó)化學(xué)會(huì)的晶體生長(zhǎng)與設(shè)計(jì)接收發(fā)表，另兩篇文章已被SCI收錄的《結(jié)構(gòu)化學(xué)》和《無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào)》正在出版中。 2.基本思路 （1）前言中簡(jiǎn)述本課題的研究意義與當(dāng)前國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀; （2）正文中主要介紹設(shè)計(jì)的多種新型配合物的合成方法、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)表征方法、結(jié)果分析以及將部分化合物用于細(xì)胞成像標(biāo)記。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

本次參賽作品全部是在國(guó)際、國(guó)內(nèi)已經(jīng)發(fā)表和正在發(fā)表中高影響的期刊論文.本次作品設(shè)計(jì)和合成了多種的功能配合物都是首次報(bào)道，研究成果整理出的六篇論文在國(guó)際學(xué)術(shù)上有很高影響，比如 Chem. Comm.影響因子達(dá)到5.5；率先將該類熒光配合物成功用于洋蔥細(xì)胞核的標(biāo)記和成像分析，為偶氮四唑等配體構(gòu)筑的配合物作為新型的細(xì)胞熒光探針提供了十分重要的參考依據(jù)。

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

本作品設(shè)計(jì)和合成的具有很好熒光性質(zhì)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(gòu)型向順式構(gòu)型轉(zhuǎn)變，這種光致、熱致異構(gòu)轉(zhuǎn)變伴隨著光信號(hào)的變化，展示了在光開(kāi)關(guān)、信息貯存、光通訊等方面具有廣泛的應(yīng)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(xì)胞的標(biāo)記和成像分析，為偶氮四唑等配體構(gòu)筑的配合物作為新型的細(xì)胞熒光探針邁出了開(kāi)創(chuàng)新性一步，具有十分重要的應(yīng)用價(jià)值。

學(xué)術(shù)論文摘要

本作品合成14種首次報(bào)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(jié)果證明這些配合物呈現(xiàn)多種不同的空間結(jié)構(gòu)，首次報(bào)道X--π，π--π-分子間弱作用力；報(bào)道I–(H2O)2,3的晶體結(jié)構(gòu)和特有電化學(xué)性質(zhì)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(xué)性質(zhì)，研究部分配合物的光致、熱致變色性質(zhì)，首次將該類配合物特征熒光成功用于洋蔥細(xì)胞的標(biāo)記和成像分析。

獲獎(jiǎng)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(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào)》和《結(jié)構(gòu)化學(xué)》； 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(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽省賽特等獎(jiǎng)； （3）本作品于2011年3月榮獲第十二屆全國(guó)“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽廣州大學(xué)校賽特等獎(jiǎng)。

鑒定結(jié)果

一篇發(fā)表論文請(qǐng)見(jiàn)文獻(xiàn)和附錄Chem.Comm.2011,47,2402；一篇已接受發(fā)表的論文Cryst.Growth Des.請(qǐng)見(jiàn)附錄;兩篇正發(fā)表的論文《無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào)》和《結(jié)構(gòu)化學(xué)》請(qǐng)見(jiàn)附錄。

參考文獻(xiàn)

1.一篇發(fā)表的作品請(qǐng)見(jiàn)文獻(xiàn)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(qǐng)見(jiàn)附錄文章和附錄審稿人修改意見(jiàn)； 3.兩篇正在發(fā)表中文章《無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào)》和《結(jié)構(gòu)化學(xué)》請(qǐng)見(jiàn)附錄和附錄修改意見(jiàn)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(qǐng)見(jiàn)附錄。

同類課題研究水平概述

近年來(lái)，偶氮四唑等配體構(gòu)筑的熒光功能配合物研究是當(dāng)今國(guó)際研究的熱點(diǎn)之一，該類配合物在光信息存儲(chǔ)、光通訊和細(xì)胞探針等領(lǐng)域展示了廣泛的應(yīng)用前景。但是目前，偶氮四唑類等配體構(gòu)筑的配合物主要用于高能材料和光信息材料的研究；相對(duì)而言，該類化合物用于細(xì)胞標(biāo)記和成像可視化分析的研究很少見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道。尤其是利用光致異構(gòu)配合物的特征熒光用于細(xì)胞探針和成像可視化分析的報(bào)道更是非常有限。偶氮四唑是一個(gè)具有平面剛性結(jié)構(gòu)且含有十個(gè)氮原子的多氮雜環(huán)配體，它配位能力強(qiáng)、配位模式多樣 ，在紫外－可見(jiàn)光或者激光激發(fā)下，可逆地發(fā)生順、反異構(gòu)化反應(yīng)。近期，偶氮四唑類光致變色性質(zhì)在被包含我們?cè)趦?nèi)的幾個(gè)課題組發(fā)現(xiàn)和報(bào)道,該類化合物可用與細(xì)胞中蛋白質(zhì)、DNA和其它生物分子等以共價(jià)或氫鍵等超分子鍵結(jié)合，在不同的波長(zhǎng)的紫外-可見(jiàn)光激發(fā)下，能夠呈現(xiàn)多種熒光,這種特征熒光可用于細(xì)胞組分標(biāo)記和成像分析。目前用于活細(xì)胞成像分析的標(biāo)記試劑主要包括能夠發(fā)出紫外-可見(jiàn)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(jī)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(xì)胞在可見(jiàn)光區(qū)的自發(fā)熒光對(duì)標(biāo)記分子所發(fā)信號(hào)的掩蓋；二是由于有機(jī)熒光分子光穩(wěn)定性相對(duì)較差，易發(fā)生光漂白，無(wú)法較好地實(shí)現(xiàn)對(duì)所研究分子的長(zhǎng)時(shí)間熒光標(biāo)記觀察，這就迫切需要出現(xiàn)一種有強(qiáng)大的、持續(xù)的熒光效應(yīng)能掩蓋細(xì)胞的自發(fā)熒光且具有抗光漂白作用的新的熒光物質(zhì)。具有特征熒光功能的偶氮四唑類光致異構(gòu)配合物兼顧了有機(jī)配體和金屬離子雙重功能性質(zhì)，其水溶性和熱穩(wěn)定性良好，在各種不同波長(zhǎng)紫外-可見(jiàn)或者激光激發(fā)下，各異構(gòu)體可以相互轉(zhuǎn)換并發(fā)出獨(dú)立分開(kāi)的斯托克位移（Stoke’s shift）特征熒光。這種熒光能有效的掩蓋細(xì)胞的自發(fā)熒光，很好的滿足了活細(xì)胞的熒光標(biāo)記和成像條件需求。當(dāng)前，大量設(shè)計(jì)和合成具有新型熒光活性的化合物是提高和解決細(xì)胞生物學(xué)中化學(xué)標(biāo)記方法中最關(guān)鍵因素。針對(duì)目前現(xiàn)狀，利用合成、表征新技術(shù)和新方法，在分子水平上開(kāi)展偶氮四唑等配體構(gòu)筑的新型的光致異構(gòu)配體與過(guò)渡或者稀土金屬離子構(gòu)筑的新型熒光配合物發(fā)光材料的設(shè)計(jì)與合成及其用于活細(xì)胞組分和行為靶向標(biāo)記和成像分析的研究是一項(xiàng)創(chuàng)新性的研究課題，具有十分重要的理論和應(yīng)用研究?jī)r(jià)值。
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