北化：结合AIE和FRET设计在纳米尺度上测定胶束中增溶位置|表面活性剂|探针

近日，北京化工大学化学学院吕超教授（通讯作者）研究团队在《Angew. Chem. Int. Ed.》发表题为“Measurement of Solubilization Location in the Micelles Using Anchored Aggregation-Induced Emission Donors” (Angew. Chem. Int. Ed.2020, )的研究论文。

表面活性剂作为当今应用最广的增溶剂之一，被广泛用于环境修复、清洁去污、原油开采、催化、分析检测、药物输送和乳化聚合等领域。被增溶物质在表面活性剂胶束中所处的增溶位置对实现以上各种增溶应用至关重要。目前，主要是基于建立“极性探针信号-胶束微环境极性区域”关系来测定被增溶物质在胶束中的增溶位置。由于极性探针响应性能的差异和胶束微环境极性的不确定性，会使该方法的测定结果出现矛盾。

为解决这一测定问题，吕超教授研究团队结合聚集诱导发光(AIE)和荧光共振能量转移技术(FRET)，设计了一种不涉及探针极性和胶束微环境的全新高精度测定方法。该方法基本原理是将AIE发光团四苯乙烯(TPE)共价修饰到阳离子表面活性剂十烷基三乙基溴化铵(C10TEAB)的尾端，合成表面活性剂TPE-C10TEAB。TPE-C10TEAB在水中能自组装形成以TPE为内核的高效发光球型胶束。以锚定的TPE为FRET供体、被增溶物质为FRET受体，通过已知的FRET距离公式精准地计算出FRET供体-受体间纳米级的距离，从而在纳米尺度上测定出被增溶物质的具体增溶位置。即通过共价连接四苯乙烯(TPE)和阳离子表面活性剂的烷基链端来测量增溶位置。通过计算固定的TPE给体与固溶受体之间的福斯特共振能量转移距离，精确地测量了TPE球芯胶束中固溶受体的增溶位置。研究的结论是，可溶物质在胶束内部和胶束表面的增溶位置分别取决于它们的大小和疏水性。该研究建立的“被增溶物质性质-增溶位置-胶束微环境”关系，不仅能够为增溶应用提供强有力的理论指导，也为进一步开发简单高效的增溶剂提供了新的研究方向。

本文第一作者是化学学院管伟江副教授，第二作者是硕士研究生杨婷婷（导师是管伟江副教授），通讯作者是吕超教授，北京化工大学为唯一完成单位。本研究工作得到了国家自然科学基金和中央高校基本科研业务费的资助。

来源 综合整理于北京化工大学大学化学学院