一箭双雕:超分子糖基AIE比率探针

不同于传统荧光染料在聚集态产生荧光猝灭的性质,聚集诱导发光(AIE)是一种荧光染料在分子状态不发光而一旦发生聚集便高效发光的独特光物理学现象,已被广泛应用于光学器件和生物传感等多个领域。然而,目前所发展的AIE生物探针主要依赖荧光强度变化对待测物进行分析,而这一原理易受检测环境和仪器细微变化的干扰从而产生检测误差。基于这一问题,华东理工大学结构可控先进功能材料及其制备教育部重点实验室田禾院士团队的贺晓鹏副研究员与梅菊博士合作,共同发展了一种具备荧光比率信号的超分子糖基AIE比率探针,实现了对两种不同生物待测物的荧光区分。

smll-hexiaopeng

利用一种糖基吡喃腈染料与经典AIE发色团噻咯(silole)的超分子溶液自组装,简易构建了聚集型的糖基AIE探针颗粒。当激发聚集发光的噻咯时,由于荧光共振能量转移(FRET)机制,该探针体系表现出糖基吡喃腈的红色荧光。而当向探针体系中加入Aβ纤维(一种阿尔茨海默症的标志物)时,糖基吡喃腈荧光逐渐减弱,检测体系荧光蓝移,推测可能是由于糖基吡喃腈与噻咯均能与Aβ纤维发生相互作用,从而导致AIE探针颗粒整体解聚,进而产生相应的荧光比率变色。此外,当向体系中加入凝集素(糖识别蛋白)时,除糖基吡喃腈荧光减弱外,体系中发生不同于Aβ纤维检测时的另一种荧光蓝移变化,推测凝集素仅能与糖基吡喃腈结合而不与噻咯发生相互作用,从而维持了噻咯的聚集态。利用上述两种荧光颜色变化,实现了对两种不同生物大分子的比率检测,并为后续发展类似的荧光比率型AIE探针提供了新的设计思路。相关研究工作发表于Small(DOI: 10.1002/smll.201601470)上。