2024年11月29日
星期五
近日，安徽大学化学化工学院朱满洲/康熙团队在金属团簇荧光调控研究方面取得新进展，相关研究成果以“Fluorescence Resonance Energy Transfer in Atomically Precise Metal Nanoclusters by Cocrystallization-Induced Spatial Confinement”为题在国际顶级期刊《Nature Communications》上在线发表(Nat. Commun., 2024, 15, 5351)。安徽大学2020级博士研究生李浩、硕士研究生韩娇娇、华盛顿大学王添博士为共同第一作者，安徽大学朱满洲教授、康熙教授、华盛顿大学李晓松教授为共同通讯作者，安徽大学化学化工学院为第一通讯单位。
荧光共振能量转移（Fluorescence resonance energy transfer, FRET）是发生在两种荧光分子之间的非辐射能量转移现象，特指在外界光源的激发下，其中一种荧光分子（供体分子）提供的能量被另一种荧光分子（受体分子）吸收，表现出供体分子荧光减弱甚至消失而受体分子发光的现象。FRET作为光谱尺已成为了解物化和生化过程的关键工具，在生物传感、荧光成像、纳米染料等领域具有广阔的应用前景。
通常，FRET条件是十分苛刻的，它需要供体-受体分子对满足以下条件：（1）供体的发射光谱与受体的激发（或吸收）光谱重叠;（2）供体和受体之间的分子间距离较近（一般小于10纳米）;（3）有利于发生能量转移的分子排列方式。因此，在纳米颗粒研究领域，找到一组合适的分子对同时满足以上所有条件以实现高效FRET是十分难得的。
在以往的研究中，FRET往往发生在溶液体系中，从而分子间距离以及取向是难以获得的，只能通过半经验公式来推断FRET有效距离以及能量转移效率，这阻碍了人们对FRET的深入理解。针对此，该工作成功构建了一对满足光谱重叠条件的金属团簇分子：Cu8和Cu10。然而，使用物理共混的方式不能控制Cu8和Cu10团簇分子距离以及取向，因此未能建立有效的FRET途径。为解决此问题，该工作进一步采用“共结晶”策略将两种团簇分子强制固定在同一晶胞内以完成空间限域，进而实现了金属团簇间FRET（图1）。这是金属团簇研究领域首次在原子级别上实现FRET。该工作为精确调节团簇基纳米材料的光物理性能提供了新的可能，同时也对其他类型分子的FRET调控具有借鉴作用。
图1. “共晶”策略实现金属团簇间荧光共振能量转移。
新闻链接：http://www.ahu.edu.cn/2024/0708/c15059a344473/page.htm
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