含荧光基团新型多功能二芳烯分子的设计合成及其环境离子识别和生物成像研究

Due to their remarkable thermal stability, excellent fatigue resistance, and sensitive photochromism, diarylethenes have been recognized as one of the most promising photochromic materials for optics. Up to now, a huge amount of diarylethene-based photoswitches have been reported for various applications in the realm of materials science and engineering. In comparison, the applications of diarylethenes in cell imaging and ion sensing has always been limited. The current research proposal will be focusing on the design and synthesis of novel amphiphilic diarylethenes that could be applied for cell imaging and the sensing of ions or biothiols, including those with an excellent fluorescent unit, those with both an excellent fluorescent unit and a biothiol-recognizing unit, those with both an excellent fluorescent unit and an ion-sensing unit, and those with a large-conjugation fluorescent unit. Their photoswitching properties, photo-controlled cell imaging features, and ion/biothiol sensing capabilities will be systematically investigated. The multifunctional diarylethenes with low cytotoxicity, excellent biocompatibility, and multi-addressable fluorescent properties will be obtained and further applied in the photo-controlled cell imaging and ion sensing in environmental samples.

二芳基乙烯类化合物由于具有显著的热稳定性、良好的抗疲劳性以及灵敏的光致变色特性从而被认为是最具应用前景的光致变色材料之一。迄今为止，大量文献报道了二芳烯类光开关在材料科学技术领域上的使用。相比之下，有关它们在细胞成像和环境离子识别领域上应用的报道是非常稀少的。本项目拟采用有效的设计策略制备出多个系列具有光控细胞成像以及离子、生物硫醇识别等性质的二芳烯分子，主要包括：具有优异发光性能荧光单元的两亲性二芳烯分子；具有优异发光性能荧光单元和生物硫醇识别基团的两亲性二芳烯分子；具有优异发光性能荧光单元和离子识别基团的二芳烯分子；具有大共轭荧光单元的二芳烯分子。系统研究目标分子的光控荧光开关性质、光控细胞成像性能以及离子、生物硫醇识别性质。筛选出具有细胞毒性低、生物相容性好以及多重荧光调控性质的多功能二芳烯分子，并探讨其在光控生物细胞成像和环境离子识别领域中的应用。

二芳基乙烯类化合物由于具有显著的热稳定性、良好的抗疲劳性以及灵敏的光致变色特性.从而被认为是最具应用前景的光致变色材料之一。迄今为止，大量文献报道了二芳烯类光开关在材料科学技术领域上的使用。相比之下，有关它们在细胞成像和环境离子识别领域上应用的报道是非常稀少的。本项目采用有效的设计策略制备出了多个系列具有光控细胞成像以及离子、生物硫醇识别等性质的二芳烯分子。系统研究了目标分子的光控荧光开关性质、光控细胞成像性能以及离子、生物硫醇识别性质。筛选出了具有细胞毒性低、生物相容性好以及多重荧光调控性质的多功能二芳烯分子，并探讨了其在光控生物细胞成像和环境离子识别领域中的应用。项目实施累计接收或发表SCI论文41篇，授权发明专利3项，获得省自然科学一等奖1项。该项目制备的功能化二芳烯分子在先进传感器领域具有重要的应用前景。