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化学所BODIPY快速可逆反应控制研究取得进展

化学所BODIPY快速可逆反应控制研究取得进展

  硼原子具有空的P轨道,呈现出强烈的缺电子性能。硼原子与π电子体系的结合,可构成具有特殊分子内电荷转移性质的含硼π-共轭体系,进而表现出一系列特异的光物理、光化学性质。其中原子可采用sp2杂化的方式形成三配位的有机硼化合物,也可采用sp3杂化的方式形成四配位的有机硼化合物。 

  中国科学院化学研究所光化学重点实验室研究员杨国强课题组致力于含硼有机化合物的研究,提出了三芳基硼化合物特异荧光性质的发光机理,设计制备了一系列特殊超分子结构荧光探针,应用于对细胞和生物体内的温度、酸碱性等微环境变化和多个活性物种的荧光检测。近日,该课题组通过对meso-位无取代的BODIPY 幸运282,6-位取代基的选择性修饰,首次实现了在碱诱导下的BODIPY的快速可逆二聚反应,二聚产物由于共轭结构的改变,使得BODIPY的强发光性质发生猝灭;当遇到可以与诱导剂碱发生反应的物种时,二聚体又可以快速解离,进而恢复BODIPY的强发光性质。课题组利用这一快速可逆反应过程,设计了甲醛的高效灵度探针,该探针体系可在10s内完成对0.1ppb甲醛的检测,对5当量甲醛的荧光响应可达120000倍,为新型荧光探针的设计和应用提供了新的体系和理论依据。 

  相关研究成果发表在《自然-通讯》上。该研究得到了国家自然科学基金委、科技部和中科院的资助。 

  论文链接

  A,碱诱导meso-位无取代的幸运28 BODIPY二聚反应机理及反应示意图;B,BODIPY二聚反应体系对甲醛的光谱响应;C、D,BODIPY二聚反应体系对温度的荧光响应。