Skræddersy raloxifen til enkelt-komponent molekylære krystaller til multilevel stimuli-responsiv phosphorescens
Smarte materialer, der hurtigt kan reagere på ydre stimuli, har et enormt potentiale for anvendelser inden for anti-forfalskning og kryptering, datalagring, sensorer, biobilleddannelse og så videre. De fleste stimulus-responsive systemer er dog designet baseret på kontrolleret fluorescensemission (emissionsfarve og intensitet).
På grund af de tidsopløste egenskaber ved phosphorescensemission kan materialer, der besidder stimuli-responsiv stuetemperatur-phosphorescens (RTP), også udvise en ændring i emissionslevetid og dermed en respons på den tidsmæssige dimension.
Derfor menes stimuli-responsive RTP-materialer at have større værdi i praktiske anvendelser. Ikke desto mindre er der stadig vanskeligheder med at udvikle stimuli-responsive RTP-materialer, især dem, der er baseret på en-komponent rene organiske forbindelser, fordi det er kompliceret at kontrollere stimulus-responsivitet og triplet-state-emission synkront.
Til dette formål afsluttede Dr. Ju Mei og Prof. Da-Hui Qu fra School of Chemistry and Molecular Engineering ved East China University of Science and Technology en ny undersøgelse. Zhichao Pan, en mastergraduat af Dr. Ju Mei, udførte hovedsageligt syntesen, karakteriseringen, teoretiske beregninger og anvendelsesudforskningen af raloxifenanalogerne.
Mei og Qu arbejdede sammen i jagten på nye, effektive stimuli-responsive phosphorstoffer baseret på en-komponent organiske stoffer. De vendte blikket mod raloxifen, som både er en phenylthiophenforbindelse og et nyudtænkt ikke-hormonpræparat mod knogleresorption.
Det tilhører også anden generation af selektive østrogenreceptormodulatorer og har også en hypolipidæmisk effekt. Ikke desto mindre er dets fotofysiske egenskaber sjældent blevet rapporteret. Med en detaljeret undersøgelse af strukturen og fotofysiske egenskaber af raloxifen udførte de et omfattende molekylært design og med succes realiserede stimuli-responsive RTP i de molekylære krystaller af de resulterende raloxifenanaloger.
Krystallerne af disse udviklede raloxifenanaloger viser distinkte dobbeltemissionsegenskaber med både blå fluorescens og orange phosphorescens. Interessant nok med substituenten på benzoylgruppen varierende fra ‒CH3 til ‒CN stiger kvanteudbyttet af den orange RTP fra RALO-CH3 hele vejen til RALO-CN.
Ved at kombinere krystallografianalysen og teoretiske beregninger påvises det, at den tætte antiparallelle molekylære pakning i krystallen er det afgørende punkt for deres RTP-adfærd. Når substituenterne er elektrontiltrækkende, er det mere gunstigt for de resulterende forbindelser at danne tæt pakning, og dermed opnå højere RTP kvanteudbytter og længere phosphorescenslevetid.
Det er værd at bemærke, at de med succes har opnået en anden krystalform af RALO-OAc, nemlig RALO-OAc*. RALO-OAc*-krystallen viser en helt anden form og pakningstilstand end RALO-OAc-krystallen. RALO-OAc*-krystal udviser overvejende en fluorescerende luminescens med RTP-levetiden og kvanteudbyttet lavere end RALO-OAc.
Disse resultater bekræfter yderligere den vigtige indflydelse af pakningsmåder på stuetemperatur-phosphorescens. Ved at drage fordel af den polymorfe overgang mellem RALO-OAc og RALO-OAc* er der desuden konstrueret en enkeltkomponent multilevel stimuli-responsiv platform med justerbar emissionsfarve, som kan reagere på mekanisk kraft, opløsningsmiddeldamp og varme.
Ved at bruge RALO-OAc-krystallernes multi-stimuli-respons, udforsker forfatterne yderligere deres anvendelsespotentiale i avanceret informationskryptering.
Et sådant arbejde vil hjælpe med at forstå den iboende RTP-mekanisme af organiske småmolekylære krystaller og til at udvikle smarte enkeltkomponent organiske RTP-materialer samt at udforske effektive RTP-emittere baseret på kendte lægemidler. I lyset af raloxifens terapeutiske virkning lægger det desuden et vist grundlag for forskning, der undersøger brugen af raloxifenanaloger som in-vivo efterglødende billedkontrastmidler og kemoterapeutiske lægemidler i fremtiden.
Artiklen er offentliggjort i tidsskriftet Science Bulletin .
Flere oplysninger: Zhichao Pan et al., Skræddersy raloxifen til enkeltkomponent-molekylære krystaller, der besidder multilevel stimuli-responsiv stuetemperatur-phosphorescens, Science Bulletin (2024). DOI:10.1016/j.scib.2024.02.029
Leveret af Science China Press
Sidste artikelPaganinis violin får røntgenbehandling på jagt efter lydhemmeligheder
Næste artikelVideo:Kompleks kemi i rummets kolde dybder
Varme artikler
-
Giver brændte knogler liv igen ved hjælp af 3-D-teknologiKredit:CC0 Public Domain Retsmedicinere ved University of Portsmouth har opdaget en ny måde at præsentere skrøbelige beviser på, ved at rekonstruere et puslespil af menneskelige knoglefragmenter v -
Kontrol af bobledannelse på elektroderDette billede viser samspillet mellem elektrodefugtbarhed, porøs struktur, og overpotentiale. Med nedsat fugtbarhed (bevæger sig til venstre mod højre), den gasudviklende elektrode overgår fra en inte -
Kampen mod svære at behandle svampeinfektionerKonidioforer med konidier af de mikroskopiske svampe Aspergillus oryzae under lysmikroskop. Kredit:Yulianna.x / Wikimedia / CC BY-SA 4.0 Systemiske svampeinfektioner er meget sjældnere end andre s -
Innovativ model skabt til NASA til at forudsige vitaminniveauer i rumflyvningsmadUMass Amherst professor i fødevarevidenskab. Kredit:UMass Amherst Et hold af fødevareforskere ved University of Massachusetts Amherst har udviklet en banebrydende, brugervenlig matematisk model fo
- At redde skove i Amerika kan hjælpe med at dæmme op for klimaopvarmningen
- Nye teknologier til astronomisk forskning
- Hvordan beregnes biomasse?
- Undersøgelse kan hjælpe med at booste peptiddesign
- Malaysia vil presse EU om planlagt palmeolieforbud i biobrændstoffer
- Ledelsesforsker studerer nøgleprædiktorer for fastholdelse på college