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非共轭聚酰胺-酰亚胺自组装形成具有意外红色荧光的热响应性纳米囊泡用于生物成像

DOI：10.1021/acs.biomac.9b00051 期刊：Biomacromolecules 出版年份：2019 更新时间：2025-11-14 17:04:02
摘要： 非共轭红光荧光聚合物因其在生物相容性和穿透深度方面优于传统荧光材料而日益受到研究关注。然而，由于非共轭荧光团稀缺且缺乏红移荧光相关机制，此类聚合物的实际应用仍面临挑战。本研究首次发现氢键与π-π堆积作用的协同效应可使非共轭聚酰胺酰亚胺产生显著红移（>100纳米），实现从蓝绿光到红光的发射转变。通过原位聚乙二醇化制备的两亲性聚乙二醇修饰聚酰胺酰亚胺可在水中自组装成纳米囊泡，该结构既隔离了氨基琥珀酰亚胺荧光团与溶剂的接触，又抑制了其与水分子间氢键的形成，从而有效保持了材料在水相中的荧光性能。此外，其与水分子间强氢键作用和疏水相互作用赋予该材料可逆的温敏特性及浓度依赖行为。凭借优异的生物稳定性和光稳定性，聚乙二醇修饰聚酰胺酰亚胺展现出良好的细胞成像应用前景。
作者： Jun-Jie Yan，Xin-Yu Wang，Meng-Zhen Wang，Dong-Hui Pan，Run-Lin Yang，Yu-Ping Xu，Li-Zhen Wang，Min Yang
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

开发具有意外红色荧光发射的非共轭聚酰胺-酰亚胺材料，用于生物成像应用，旨在解决实现红移发射及在水性环境中保持荧光性能的挑战。

研究成果

PEG-PAI4中氢键与π-π堆积作用的协同效应使其发射光谱显著红移并能自组装成纳米囊泡，有效抑制了水中的荧光猝灭。该材料展现出优异的生物稳定性、光稳定性和热响应性，是细胞成像的理想候选材料。未来工作应聚焦于体内应用优化。

研究不足

由于强氢键作用和浓度依赖性聚集，调节PEG-PAI4纳米囊泡尺寸存在挑战；PEG化不完全可能导致交联；其热响应行为相比聚(N-异丙基丙烯酰胺)等典型材料具有更慢的响应速率。

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