两亲性四苯乙烯（TPE）衍生物的合成、自组装、聚集诱导发光特性及其抗菌活性

《Journal of Fluorescence》：Synthesis, Self-Assembly, Aggregation-Induced Emission, and Antimicrobial Activity of Amphiphilic Tetraphenylethene (TPE) Derivatives

本研究合成了TPE-3M和TPE-6M两种两亲性化合物，并探究其聚集诱导发光（AIE）特性及抗菌活性。实验表明，TPE-6M对革兰氏阳性菌具有浓度依赖性抗菌作用，而TPE-3M抗菌性较温和。DFT计算进一步揭示柔性链结构影响电子耦合，导致局域激发态，从而产生AIE特性，为设计抗菌涂层提供了理论依据。

　　

摘要

基于四苯乙烯（TPE）的化合物因其聚集诱导发光（AIE）特性而广受认可，这使得它们适用于生物成像、化学传感和抗菌应用等领域。在这项研究中，我们设计并合成了两种新的两亲性化合物TPE-3M和TPE-6M，其中亲水性的吗啉头部通过三个和六个碳链间隔基团分别与疏水性的TPE部分相连。这些两亲性分子的结构通过多种光谱和显微技术进行了表征。在DMSO/H?O体系中分析了这些分子的AIE特性。光物理研究表明，当这些分子在有机体系中随着水含量的增加而聚集时，TPE-3M和TPE-6M均表现出AIE现象，即其荧光强度增强。此外，还通过肉汤培养基抑制试验、最低抑菌浓度（MIC）测定和琼脂扩散实验评估了TPE-3M和TPE-6M对革兰氏阳性和革兰氏阴性菌株的抗菌活性。结果表明，TPE-6M对革兰氏阳性细菌具有浓度依赖性的抗菌活性，而TPE-3M则表现出中等的抗菌效果。这些结果表明TPE-3M和TPE-6M在制备抗菌涂层方面具有潜在的应用价值。最后，我们利用密度泛函理论（DFT）计算研究了TPE-3M和TPE-6M在空气（气体）和液体（DMSO）中的分子形态和能级。DFT研究结果表明，由于TPE与吗啉部分之间的碳链间隔基团导致电子耦合减弱，TPE-3M和TPE-6M吸收的光能主要停留在局域激发态，从而限制了分子间的旋转，进而产生了AIE现象。因此，本文所进行的综合性研究为π-共轭体系中的电子结构-功能关系提供了见解，并突出了柔性连接基团对分子激发行为（局部化与非局部化）的影响。