Инженерия фосфоресценции и pH-отзывчивой флуоресценции люминесцентных молекул

Исследователи из Западного университета представили новую парадигму дизайна для инженерии органической ультрадолгой фосфоресценции при комнатной температуре (RTP), которая интегрирует pH-отзывчивость. Это достижение, опубликованное в Nature Communications, решает проблему сочетания RTP с биохимической отзывчивостью на молекулярном и материальном уровнях. Команда разработала ароматический кетон, связанный с pH-отзывчивым α-метиленкетоном в углеродосодержащей структуре, что привело к созданию семейства люминесцентных молекул, которые объединяют pH-отзывчивость с долгоживущим триплетным излучением.

Парадигма дизайна

Новая концепция, названная ArKMK, дает гомофталевый ангидрид (HA) и гомофталимиды как эффективные люминесцентные молекулы. Чтобы сохранить долгоживущую эмиссию в эластомерных матрицах, исследователи внедрили стратегию «два горшка в одном» (TPiO). Этот метод позволяет отдельно предварительно формировать гидрофильные и гидрофобные сегменты, которые затем совместно реагируют для создания фазосепарированных микроокружений в биодеградируемых полиэфирах. Полученные материалы успешно совмещают механическую совместимость с стабилизацией триплетного состояния, одновременно ковалентно интегрируя люминесцентные молекулы ArKMK через химию эстерификации.

Применения

Эти биодеградируемые полиэфиры облегчают временно-гейтированное подкожное изображение, отслеживание в желудочно-кишечном тракте и отчетность о состоянии ран, используя комбинированные свойства RTP и флуоресценции, указывающей на pH. Эта работа устанавливает комплексную основу для интеграции pH-отзывчивости с долгоживущим триплетным излучением в мягких, биодеградируемых материалах, открывая новые возможности для применения в биомедицинских областях.