可调控发光及检测氨基酸的铂分子笼

在过去的二十年里，金属配位自组装由于具有良好的方向性和组分间明确的化学计量比，广泛用于构筑各种二维及三维的超分子结构，包括一些正多边形与正多面体等。

近日，美国犹他大学的张明明（点击查看介绍）博士（第一作者兼通讯作者，现为西安交通大学教授）、Peter J. Stang（点击查看介绍）教授（通讯作者）和杭州师范大学的尹守春（点击查看介绍）教授（通讯作者）利用金属配位自组装，在以往研究工作的基础上构建了一系列可调控发光的有机铂分子笼，并初步探索了该结构在检测含巯基氨基酸方面的应用，相关的研究成果发表于Journal of the American Chemical Society 上。

图1. 超分子笼4a-c的多组分自组装

该工作通过具有聚集诱导发光效应（AIE）的四苯乙烯基四苯甲酸钠配体1、有机铂配体2以及双吡啶基配体3a-c的自组装，分别制备了三个发光性质不同的铂分子笼，并研究了溶剂对该类铂金属笼发光的影响。溶剂对于铂分子笼4a-c的荧光发射影响非常明显：一般说来，在极性非质子型溶剂如DMSO、DMF、CH₃CN中，该类分子笼的荧光较强，量子产率较高，而在一些非极性非质子型溶剂和质子型极性溶剂中，其荧光较弱，量子产率也相应较低。另外，分子笼4c表现出两组荧光发射峰，分别对应于其结构中的四苯基乙烯基团和BODIPY基团的发射。

图2. 分子笼4a (a)、4b (b)、4c (c)在不同溶剂中的荧光光谱（λ_ex = 365 nm，c = 10.0 μM）

作者进一步拓展了该类分子笼在含巯基氨基酸的化学传感器方面的应用。他们选取分子笼4b作为研究对象，该分子笼在甲醇和水的混合体系中发光很弱。由于巯基与Pt(Ⅱ)离子具有更强的结合能力，会导致组装体解离，释放出发光很强的四苯甲酸四苯基乙烯配体。随后体系中再加入定量的Pt(Ⅱ)离子，该分子笼又会重新生成。因此，分子笼4b作为一种“turn on”的荧光化学传感器可用于含巯基氨基酸的检测。

图3. 分子笼4b在不同巯基氨基酸浓度下的荧光光谱

该研究成功设计合成了一类新的Pt（II）荧光超分子笼，通过改变吡啶基配体或溶剂可以实现对组装体发光性能的调控。另外，加入含有巯基的氨基酸可以使该分子笼解离，引起荧光性能的变化，使该组装体可以用于含巯基氨基酸的检测。该研究为进一步拓展笼状超分子在发光材料、化学传感器、药物载体等领域的应用提供了一种新的思路。

该论文作者为：Mingming Zhang, Manik Lal Saha, Ming Wang, Zhixuan Zhou, Bo Song, Chenjie Lu, Xuzhou Yan, Xiaopeng Li, Feihe Huang, Shouchun Yin, Peter J. Stang

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

Multicomponent Platinum(II) Cages with Tunable Emission and Amino Acid Sensing.

J. Am. Chem. Soc., 2017, 139, 5067, DOI: 10.1021/jacs.6b12536

导师介绍

Peter J. Stang

http://www.x-mol.com/university/faculty/1752

尹守春

http://www.x-mol.com/university/faculty/9859

张明明

http://www.x-mol.com/university/faculty/45864