For nylig har Xu Zhaochao, en forsker fra Molecular Probe and Fluorescence Imaging Research Group ved det kinesiske videnskabsakademi Dalian Institute of Chemical Physics, og Liu Xiaogang, en professor ved University of Science and Technology Design i Singapore, fundet en metode til at nøjagtigt forudsige TICT-tilstanden af fluorescerende farvestoffer.
Twisted intramolecular charge transfer (TICT) er en fotofysisk proces, der slukker fluorescens og reducerer farvestoffernes fotostabilitet betydeligt. Under denne proces vrider donor- eller acceptorfragmenterne af molekylet sig gradvist til den vertikale konfiguration, hvilket forårsager fuldstændig ladningsadskillelse. Hæmning af forekomsten af TICT kan forbedre fluorescensintensiteten og fotostabiliteten betydeligt, hvilket opfylder de banebrydende behov for enkeltmolekyledetektion og ultrahøj spatiotemporal dynamisk opløsning i biologi. Imidlertid har det altid været en udfordring at forudsige eksistensen af TICT i forskellige fluorescenssystemer.
Forskerholdet har dybt forstået og udforsket den molekylære luminescensmekanisme gennem en kombination af "eksperimenter/teorier" og baseret på en dyb forståelse af TICT-mekanismen i det tidlige stadie (J.Am. Chem. Soc., {{0} }; Angew. Chem.
Forskerholdet opsummerede 13 forskellige typer S1 potentielle energioverflader til fluorescerende farvestoffer baseret på TICTs strukturelle karakteristika. Det blev fundet, at på den potentielle energioverflade S1, når rotationspotentialebarrieren (ERB) er høj, og drivenergien (EDE) er høj, har molekyler en tendens til at opretholde en lys tilstand (LE eller ICT-tilstand), dvs. form TICT; Når ERB er positiv og EDE er negativ, vil molekyler delvist danne TICT; Når ERB er nul, og EDE er negativ, vil molekylet danne et stort antal TICT-tilstande, hvilket i høj grad slukker fluorescensen. Derfor kan dannelsen af TICT bestemmes ud fra ERB og EDE.
Forskerholdet designede PRODAN-seriens farvestoffer og aggregeringsinducerede luminescens (AIE) farvestoffer for at verificere diskriminationsloven for TICT. Ved at beregne den potentielle S1-energioverflade af PRODAN, blev det fundet, at N-TICT forekommer i vand, mens 0-TICT ikke forekommer i vand. Ved at sammenligne de S1 potentielle energioverflader af forskellige molekyler, blev det fundet, at molekylet P4 med introduktionen af acridin havde den højeste ERB (0.38 eV) og den laveste EDE (-0.14 eV) , hvilket tyder på, at det ikke er let at danne TICT. Eksperimenter har vist, at kvanteudbyttet af P4 (0.38) i PBS-buffer er cirka det dobbelte af P2 (introduktion af dimethylamin). Forskerholdet bekræftede gennem eksperimenter som viskositet og ultrahurtig spektroskopi, at TICT-tilstanden eksisterer i både P2 og P4, men den slukkende fluorescensamplitude er anderledes. Sammenlignet med dimethylamin hæmmer introduktionen af acridin effektivt dannelsen af TICT. Gennem en stor mængde eksperimentel evidens har forskerholdet verificeret pålideligheden af beregningsmodellen og sat en stopper for den 20-årige debat om mekanismen bag PRODAN - i vandig opløsning danner PRODAN faktisk en TICT-tilstand, quenching fluorescens (påvirkning af andre quenching mekanismer kan ikke udelukkes).
Cowint er den største DTF-filmfabrik i Kina
