近日,安徽大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院朱滿洲/康熙團隊在金屬團簇熒光調(diào)控研究方面取得新進展,相關(guān)研究成果以“Fluorescence Resonance Energy Transfer in Atomically Precise Metal Nanoclusters by Cocrystallization-Induced Spatial Confinement”為題在國際頂級期刊《Nature Communications》上在線發(fā)表(Nat. Commun., 2024, 15, 5351)。安徽大學(xué)2020級博士研究生李浩、碩士研究生韓嬌嬌、華盛頓大學(xué)王添博士為共同第一作者,安徽大學(xué)朱滿洲教授、康熙教授、華盛頓大學(xué)李曉松教授為共同通訊作者,安徽大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院為第一通訊單位。
熒光共振能量轉(zhuǎn)移(Fluorescence resonance energy transfer, FRET)是發(fā)生在兩種熒光分子之間的非輻射能量轉(zhuǎn)移現(xiàn)象,特指在外界光源的激發(fā)下,其中一種熒光分子(供體分子)提供的能量被另一種熒光分子(受體分子)吸收,表現(xiàn)出供體分子熒光減弱甚至消失而受體分子發(fā)光的現(xiàn)象。FRET作為光譜尺已成為了解物化和生化過程的關(guān)鍵工具,在生物傳感、熒光成像、納米染料等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
通常,FRET條件是十分苛刻的,它需要供體-受體分子對滿足以下條件:(1)供體的發(fā)射光譜與受體的激發(fā)(或吸收)光譜重疊;(2)供體和受體之間的分子間距離較近(一般小于10納米);(3)有利于發(fā)生能量轉(zhuǎn)移的分子排列方式。因此,在納米顆粒研究領(lǐng)域,找到一組合適的分子對同時滿足以上所有條件以實現(xiàn)高效FRET是十分難得的。
在以往的研究中,FRET往往發(fā)生在溶液體系中,從而分子間距離以及取向是難以獲得的,只能通過半經(jīng)驗公式來推斷FRET有效距離以及能量轉(zhuǎn)移效率,這阻礙了人們對FRET的深入理解。針對此,該工作成功構(gòu)建了一對滿足光譜重疊條件的金屬團簇分子:Cu8和Cu10。然而,使用物理共混的方式不能控制Cu8和Cu10團簇分子距離以及取向,因此未能建立有效的FRET途徑。為解決此問題,該工作進一步采用“共結(jié)晶”策略將兩種團簇分子強制固定在同一晶胞內(nèi)以完成空間限域,進而實現(xiàn)了金屬團簇間FRET(圖1)。這是金屬團簇研究領(lǐng)域首次在原子級別上實現(xiàn)FRET。該工作為精確調(diào)節(jié)團簇基納米材料的光物理性能提供了新的可能,同時也對其他類型分子的FRET調(diào)控具有借鑒作用。
圖1. “共晶”策略實現(xiàn)金屬團簇間熒光共振能量轉(zhuǎn)移。
新聞鏈接:http://www.ahu.edu.cn/2024/0708/c15059a344473/page.htm
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