近日,我院“光点击及光驱动化学”团队在化学领域国际顶级期刊Angewandte Chemie International Edition(IF=17.6)发表题为“Efficient Green Light-Induced Photoclick Reactions Enabled by Triplet–Triplet Annihilation Photon Upconversion”的研究论文(论文链接:https://doi.org/10.1002/anie.8317220)。南京林业大学为该成果的第一完成单位。付幼心教授、天津大学侯丽丽教授以及荷兰格罗宁根大学Ben L. Feringa教授(2016年诺贝尔化学奖得主、中国科学院外籍院士)为论文的共同通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金、江苏省自然科学基金、南京市留学人员科技创新项目择优资助项目、南京林业大学高层次人才项目及南京林业大学标志性成果培育项目(人才工程类)的资助。

光点击化学将光控精度与点击化学的高效性相结合,已成为生物正交标记、表面功能化和动态材料构建的关键工具。然而,传统的光点击反应(如菲醌-富电子烯烃光点击体系(PQ-ERA)),通常需要高能量的紫外光或深蓝光(< 450 nm)进行直接激发,极大地限制了其在生物组织中的穿透深度,并伴有光毒性风险。如何脱离高能光依赖,在低功率、长波长的可见光驱动下实现高效、温和的光点击反应,一直是该领域亟待突破的核心难题之一。
针对这一难题,研究团队创新性地提出了基于三重态-三重态湮灭光子上转换(TTA-UC)的通用介导策略,首次成功实现了低功率绿光(550 nm LED)驱动的高效 PQ-ERA 光点击反应。研究团队引入PdOEP/DPA组成的TTA-UC体系,在低至 50 mW cm-2的非相干绿光照射下,将吸收的低能绿光高效转化为高能蓝光发射。生成的蓝光与PQ衍生物的吸收光谱高度匹配,从而间接且高效地引发了PQ-ERA光点击反应。该策略展现出广泛的底物适用性,带有吸电子或供电子取代基的PQ衍生物均能在数分钟内实现高效偶联。此外,团队通过聚乙二醇(PEG)包裹策略成功将该体系拓展至水相环境,并证实其在不同pH缓冲液及水凝胶基质中均能稳定保持优异的光反应活性,展现出极佳的环境兼容性与生物应用潜力。
该工作首次确立了 TTA-UC 作为驱动光点击反应的通用化策略,为开发低功率、长波长驱动的分子偶联系统开辟了全新路径,并在生物共轭标记、光刻图案化及水凝胶动态交联等领域展现出广阔的应用前景。

