摘要
聚集诱导发光(AIE)材料由于具有优异的灵敏性、良好的选择性及其高的量子产率而受到越来越多的关注。大多数传统的AIE材料是通过有机合成制备而来，这些合成的AIE材料虽然具有多样性和色彩调节等优点，考虑到多数有机合成的材料具有合成进程比较复杂、经济成本高同时还具有很大的毒性等缺点，因而在很大程度上限制了有机合成材料的应用价值。此外，考虑到生物医学研究通常在水溶液中进行，寻找低毒、低成本和绿色的水溶性AIE材料是面临的关键性问题。因此，寻找新的生物相容性、水溶性以及可生物降解的AIE材料用于生物医用研究具有重要意义。 本论文主要研究来自于天然产物的传统芳香族分子、具有可逆的AIE的温敏纳米水凝胶和非传统的非芳香族分子的光物理特性以及具有AIE性能的抗菌席夫碱化合物的光物理性能，并且赋予它们在生物医学上的多重应用，通过对以上材料性能的探索，我们取得了以下的研究成果： (1)核黄素（Rf，即维生素B2）是一种具有激发态质子转移(ESPT)的天然活性AIE分子，它存在于多种动物和植物以及食物中。另外，来自于天然产物具有AIE性能的黄藤素(PA)，它是从防己科植物黄藤(FibraurearecisaPierre)的茎和根中所提取的总生物碱。通过分析Rf和PA的荧光光谱和紫外-可见吸收光谱证实了其荧光特性，Rf和PA在稀溶液中几乎观察不到荧光，随着浓度的增加，Rf和PA的荧光明显增强，这种现象证明它们是具有明显的AIE行为。另外，由于Rf和PA的毒性小，是绿色可持续性，环境友好型分子，因而在生物医用领域方向具有良好的应用价值。 (2)基于对非传统的来自于天然产物的菊糖(IUL)、黄原胶(Xag)以及燕麦-β-葡聚糖(Oat-β-Glu)的光物理性能研究。发现了IUL，Xag，Oat-β-Glu的簇聚诱导发光(CTE)机理以及室温磷光(RTP)性能。另外，IUL，Xag，Oat-β-Glu有望作为生物传感器去检测人体内血清内的Fe3+浓度以及三色细胞成像等方面的应用。而且IUL在防伪检测与展示方面具有良好的应用价值。 (3)对天然的丝素蛋白(SF)和罗非鱼皮胶原蛋白(Tsc)的AIE性能、CTE机制和RTP现象进行了探索。由于肽骨架和侧链基团的聚集导致空间电子通信，并且由于聚集导致构像刚硬化，这也是SF和Tsc发射出明亮的蓝光的原因。另外，SF和Tsc可用作多色生物成像和生物传感器。因此，SF和Tsc是具有多种应用价值的新型CTE生物材料。 (4)通过RAFT聚合的反应方式制备了可逆纳米水凝胶的HA-Cys-PN/BBR的AIE自组装体。通过将黄连素(BBR)的客体药物包裹在HA-Cys-PN疏水域中，可以简单的调节HA-Cys-PN/BBR体系的发光强度，这使得在水性介质中构建具有AIE荧光纳米水凝胶成为可能。HA-Cys-PN/BBR是一种荧光探针，可以通过荧光的微小变化来感知细胞内的温度，此外，HA-Cys-PN/BBR它还具有广谱的抗菌特性。因此，HA-Cys-PN/BBR在温度生物传感器和抗菌方面具有潜在的应用价值。 (5)设计并合成了一种基于壳聚糖(Cs)和水杨醛(SA)的席夫碱AIE荧光材料。Cs-SA在稀水溶液中发出微弱的光，在浓溶液和固体中发出明亮的光，表现出明显的AIE性能。Cs-SA还可作为生物传感器检测Fe3+、Cu2+以及可以定量的检测革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌。而且，Cs-SA具有良好抗光漂白性能。另此外，Cs-SA在作为广谱的抗菌剂在抑制革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌方面具有良好的抗菌特性。因此Cs-SA有望成为新型AIE席夫碱化合物并且具有多重应用。
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