近期,上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室冯传良教授课题组在Materials Horizons (IF:13.2)上发表题为《Supramolecular fluorescent hydrogelators as bio-imaging probes》的综述文章(DOI: 10.1039/c8mh01130c)。
利用有机超分子荧光探针检测各类活性物质已成为目前生物和化学的热点领域之一,相比传统聚合物荧光探针,超分子荧光探针在高特异识别、稳定性和灵敏性等方面都展现出了明显优势。分子间利用非共价键例如氢键、主客体识别、金属离子络合等进行组装,使得成像方式更加生理化,将对细胞或生命体的化学毒害性降到最低(图1)。
图1. 基于不同相互作用力形成的超分子荧光凝胶在生物成像方面的应用。
文章系统评述和总结了近年来在生物成像领域超分子荧光探针的设计、制备以及应用优势,并对不同种类荧光探针的成像机理和方式做了一个详细的分类和讲解。目前常用的超分子荧光水凝胶制备方法包括直接依靠荧光小分子组装而成和荧光染料与超分子凝胶因子共组装两大方式。前者对分子的设计要求更高、后者主要考虑荧光染料与超分子凝胶因子间的相互作用。在成像方式上,根据所需成像目标不同可选择不同组装方式的荧光探针。例如图二所示pep-1经过细胞分泌的某种酶剪切后得到Ser-Ser-Ser-Ser-Lys多肽序列,该多肽序列可自组装成纳米纤维,用作细胞细胞成像。类似,利用细胞内外离子,pH等微环境的不同,通过触发超分子荧光凝胶因子的自组装可很容易的实现生物可视化成像观察。在今后发展中开发更多的功能化荧光探针体系是十分必要的,特别是实现利用荧光凝胶作为探针进行细胞行为的动态观察跟踪。
图2. 有机小分子通过酶剪切进行荧光成像。
该文章通讯作者是冯传良教授,共同第一作者是Nabila Mehwish和窦晓秋。冯传良教授团队近年来在手性超分子水凝胶制备及其生物应用方面进行了广泛研究,相继在Adv. Mater., Angew. Chem. Int. Ed., JACS等学术期刊上已发表了一系列相关研究论文。
论文链接:https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/mh/c8mh01130c#!divAbstract
- 西南林大杜官本教授、杨龙研究员团队 Nat. Commun.:碳化聚合物点诱导结晶域集成取向调控构建强健和坚韧水凝胶 2025-07-07
- 中山大学吴丁财/黄榕康/郑冰娜/王辉团队 Adv. Mater.:具有长驻留性的可注射多孔炭纳米酶水凝胶实现肿瘤的协同治疗 2025-07-04
- 重医大毛翔团队、哈工大贺良灿团队 Small 综述:复合水凝胶的创新与应用-从聚合物体系到掺金属离子和功能性纳米材料增强型结构 2025-07-04
- 中科院兰州化物所王晓龙团队 Nat. Commun.:荧光水凝胶设计新策略 - 多重氢键诱导的非传统红色荧光水凝胶 2024-04-28
- 贵州民族大学左晓玲团队《Chem. Eng. J.》:光固化3D打印变形变色双驱动荧光水凝胶 2022-06-23
- 北京科技大学李立东教授课题组 ACS AMl:在超分子荧光水凝胶领域取得新进展 2022-03-08
- 中国科大陈昶乐/邹陈团队 JACS:超分子动态交联策略用于混合塑料的升级回收 2025-07-05