大环分子是超分子化学的重要组成部分,其中柱芳烃和金属大环化合物是大环分子重要组成部分。大环分子由于具有良好的主客体性质,开发功能化的主客体化合物,构建各类新材料是近几年的热点。本文设计合成了柱[5]芳烃席夫碱和有机铂金属大环,组装成具有pH响应性的超分子纳米材料,研究其在细胞成像和癌症治疗方面的运用。依据柱[5]芳烃的主客体分子识别和金属离子配位构建荧光超分子聚合物,研究其在催化还原硝基苯酚类化合物的运用。具体内容如下:1.复合物疗法是治疗一些复杂疾病的主要方法之一。在此,通过柱[5]芳烃席夫碱(P5SB)与亚甲基蓝(MB)组装成中等强度的pH响应超分子复合物给药系统。分子模型研究表明,MB和P5SB的席夫碱基侧链之间的非共价相互作用是影响复合物稳定性的主要原因。两亲性P5SB?MB复合物在常规生理环境(pH=7.4)下组装成平均直径为244.1 nm的稳定囊泡。在660 nm激光的照selleck合成射下,产生1O2,抑制肿瘤细胞的生长,同时与MB(ΦΔMB=0.5)的量子产率相比,P5SBD?MB的量子产率更高,P5SB?MB复合物可提高光动力治疗的效率。载药实验表明,阿霉素(DOX)可以有效地封装在中空囊泡中,在酸性环境(pH=6.0)下可迅速释放药物。此外,由于P5SB、MB和DOX的协同作用,装载DOX的P5SB?MB囊泡的抗癌效果显著提高。尽管如此,在封装后,DOX的活细胞成像特性仍保持不变。2.光合作用是植物利用叶绿素等光合色素将二氧化碳和水转化为有机物,并在可见光下释放O2的过程。基于正交柱芳烃分子识别和金属离子配位,成功构建了荧光超分子聚合物(P5Py2/Zn/Gen)n来模拟这一过程。在超分子聚合物中,由于客体Gen的聚集导致发光猝灭(ACQ)效应被主客体相互作用抑制,Gen单元可以作为光捕获部分,而(Py)2/Zn中心可以作为催化位点。这种正交自组装策略增强了供体和受体在催化还原对硝基苯酚为对氨基酚时的稳定性,该光催化剂可重复使用至少5次。本研究为构建循环人工捕光系统模拟整个光合作用过程提供了途径。3.通过对位吡啶卟啉与有机铂合成金属大环,与两亲性客体TPE-PEG自组装形成纳米粒子(NPs)TPE-PEG@1,同理对位吡啶卟啉与potentially inappropriate medication两亲性客体TPE-PEG自组装形成纳米粒子TPE-PEG@2,通过TEM和SEM对NPs的形貌进行表征。单线态氧的检测实验表明,两种纳米粒子在660 nm激光的照射下都能产生单线态氧,但TPE-PEG@1有更强的产生能力。MTT实验与粒径分析表明在低pH条件下,纳米粒子遭到破坏,TPE-PEG@1能够释放铂药物,与TPE-PEG@2相比有更强的肿瘤杀伤力,化疗与光动力治疗的协同治疗显著提高了抗肿瘤特性。TPE-PEG具有强的荧光,在细胞中能够进行细胞selleck GSKJ4成像。化疗、光动力治疗和成像的一体化,为开发超分子材料提供新思路。