配位两亲组装的设计、调控及其与生命科学的相互启示

This project aims at studing the self-assembling behavior of coordinating amphiphilphiles in the presence of metal ions. The structrual and functional control will be systematically investigated on the basis of three kinds of luminescent coordinating amphiphiles. Theoretical calculations will be adopted to gain the conformational change of the coordinating amphiphiles upon coordination with metal ions andt its impact on the self-assembled structures and their luminescence performance. The idea of self-assembly allostery is developed in this project, which is inspired by the protein allostery in biological system. Meanwhile, clues of the division of cancer celles is expected to be obtained from the effect of electrical potential on the size and dividing of vesicles. This proposal may help to understand the rationale of coordination chemistry in control over molecular self-assembly, and to inspire impartance researches in relating biological and material science.

本项目从配位两亲分子与金属离子出发，以二者形成的配位组装为研究对象，集中研究三类具有发光功能的配位两亲分子与金属离子的自组装结构、性质及其功能调控。同时，我们也将通过考察同一配位两亲分子与不同金属离子形成的配位组装结构的差异，结合理论模拟计算，研究配位化学带来的构象变化对自组结构及其发光性质的影响。受蛋白质别构效应启发，把生物体系中的别构效应引入自组装体系，提出“别构组装”的科学思想；受分子自组装中电位对囊泡大小的影响启发，从细胞表面电位变化的的角度理解癌细胞分裂，探索癌细胞生长的科学本质。本项目希望通过以上工作，深入理解配位化学调控分子组装的原理及规律，启迪生命科学及材料科学领域的相关研究。

“配位两亲组装的设计、调控及其与生命科学的相互启示” 面上项目从配位两亲分子与金属离子出发，以二者形成的配位组装为研究对象，集中研究具有发光功能的配位两亲分子与金属离子的自组装结构、性质及其功能调控。研究工作围绕两类具有发光功能的配位两亲组装，结合理论模拟计算，研究配位化学带来的构象变化对自组结构及其发光性质的影响，把生物体系中的别构效应引入自组装体系，提出“别构组装”的科学思想；利用配位组装中ππ相互作用与配位相互作用的竞争性，致力于选择性调控自组装中的非共价作用，发展“同组异构”效应，建立配位组装引导的分子工程；发展固态分子组装，利用“结块儿”原理，实现了分子在固体中的组装，为分子组装研究开辟了一个新方向。此外，受分子自组装中电位对囊泡大小的影响启发，从细胞表面电位变化的角度理解癌细胞分裂，探索癌细胞生长的科学本质。项目执行期间，在Angew. Chem. Int. Ed、Adv. Funct. Mater、J. Phys. Chem. Lett.等杂志发表学术论文19篇，1篇论文成为年度高被引论文、3篇论文被杂志突出报到，1篇论文被Nature杂志作为新闻报道，1篇论文被国内多家新闻媒体报道。参加国内外学术会议20次，做邀请报告10次。申请中国发明专利6项，其中一项与公司合作，进入天使融资阶段，全面完成了既定任务。