圆偏振发光手性分子探针的设计

Circularly polarised luminescence (CPL) is the differential emission of right- and left circularly polarised light by chiral luminescence systems. CPL is a highly sensitive chiroptical technique that can provide valuable information on chiral environments especially for investigating biomolecules, therefore, it has its natural advantages in the area of chiral molecular probes. In addition, it also has huge applications in the fields of optical display, optical information storage, optical code and liquid crystal laser, and its research has also become a hot topic. Lanthanide complexes are ideal materials for studying CPL as their luminescence dissymmetry factors (glum) exceed that of other organic and inorganic luminescent materials. In this study, we will optimize the CPL properties of a series of our chiral macrocyclic-lanthanide complexes and chiral lanthanide organometallic cages and develop a library of chiral probes to be conjugated with biological targeting molecules studying the interactions of the small biomolecules and (or) proteins and eventually achieve target-specific CPL imaging in living cells. This study aims to provide a key technology for opening the door to the chiral mystery of the biological world.

圆偏振发光（CPL）是手性化合物的左旋和右旋圆二色光激发所得发射光的差值。圆偏振发光具有高度的灵敏性，它可以提供所研究生物分子的手性环境的重要信息，因此它在手性分子探针方面具有其天然的优势。另外其在光学显示、光学信息存储、光学密码、液晶激光器等领域也具有巨大的应用前景，其研究也逐渐成为光学研究的热点。镧系金属配合物是用来研究CPL的理想材料，它们的CPL不对称因子（glum）远远超越其它发光材料。本研究将基于本课题组研究开发的一类手性大环-镧系金属配合物以及手性镧系金属有机笼的基础上对其进一步结构优化，研究生物分子和蛋白等的相互作用及手性构效关系。并将所优化的镧系金属配合物与生物靶向分子相结合，最终实现细胞体内特定位点的CPL微显成像。该课题的研究势必对开启生物界手性奥秘之门提供一种关键性技术。

圆偏振发光 (CPL) 是手性分子被激发后由于左旋和右旋光的发光差别，可以很好的提供该手性分子在激发态的性质；同时由于其灵敏度很高，可以显示所研究体系的手性环境信息，CPL 现已经成为化学和材料领域的一大研究热点。其中手性镧系金属配合物具有较高的不对称因子 (glum)，是理想的圆偏振发光分子探针，开展对此类化合物的研究具有重要意义。.在本项目的支持下，我们开发了两类手性分子探针体系：手性大环-镧系金属配合物和手性镧系-四面体笼状配合物。我们通过对轮环藤宁骨架的修饰，合成出了一系列水溶性好、稳定性高和具有磁响应的手性大环-镧系配合物；通过精准调控镧系金属离子和不同类型的手性配体络合，我们构筑了一系列手性四面体笼状配合物，这为此类配合物的合成提供了新的思路。以上这些手性配合物展现了中等到优异的CPL性能，这为将来进一步研究这些探针在体内的研究奠定了良好的基础。