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有机室温磷光材料因其高荧光量子产率和长荧光寿命备受光电材料和生物医学领域青睐。然而,这些材料通常荧光发射波长较短,限制了它们在生物医学中的应用。传统的有机荧光染料则具有长激发和发射波长、短荧光寿命的特性。在传统荧光成像方法中,具有短荧光寿命的检测信号往往会受到生物背景干扰信号的影响,使得成像信噪比不高,不利于精确的生物成像与检测。 最近,中国医学科学院药物研究所胡海宇研究员与嘉兴学院宗乾收副教授课题组合作发展了主客体掺杂构建长寿命荧光染料的研究策略。研究者采用了常用的BODIPY染料和具有长寿命的有机室温磷光分子o-AI-Cz作为主、客体材料,通过设计一种主客体分子掺杂的方法,成功实现了从有机室温磷光分子o-AI-Cz向短寿命荧光染料Bodipy-2I的高效Förster共振能量转移(FRET)。
主客体掺杂RTP体系的设计和机制示意图。 o-AI-Cz、Bodipy-2I和o-AI-Cz/Bodipy-2I(nBodipy-2I = 0.3)在HeLa细胞中(a)单光子和(b)双光子荧光成像。 o-AI-Cz/Bodipy-2I(nBodipy-2I = 0.3)在数据加密和防伪应用 该研究采用了主客体分子掺杂和共晶策略,成功实现了主客体分子间高效的荧光共振能量转移。通过这种方式,具备短发射波长和长寿命特性的有机室温磷光分子o-AI-Cz在受到激发后,能够有效地将能量传递给具有长发射波长和短寿命特性的有机荧光分子Bodipy-2I。这使得Bodipy-2I分子获得了长寿命发光。在Bodipy-2I% = 30%的掺杂比例下,这种特性延长了分子的寿命达到了595 ms,并且发射波长出现了红移。研究者进一步探索了该体系在生物学方向的应用潜力。通过单、双光子荧光成像实验,证实了其在细胞成像中的应用前景。同时,该体系在数据加密和防伪应用方面也展示了良好的应用潜力。此研究发展了一种通过FRET效应实现长荧光寿命的方法,为进一步设计合成具有广泛应用潜力的有机荧光体系提供了新思路。 论文信息 Accessing a Long-Fluorescence-Lifetime BODIPY Dye via Efficient Förster 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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