HUVEC инкубировали в увлажненной атмосфере, состоящей из 95% воздуха и 5% CO. ₂ при 37 ° C. Использованные клетки отделяли с использованием 0,25% трипсина в PBS для эксперимента. Одновременно мономер AZO, сополимер и сополимер-ConA диспергировали в DMEM с определенными концентрациями отдельно с тем же молярным соотношением (домен AZO). Затем 100 мкл вышеупомянутого раствора добавляли в каждую лунку 96-луночного культурального планшета, в которую впоследствии добавляли 100 мкл клеточной суспензии, содержащей 20000 клеток.Цитотоксичность оценивали с помощью анализа МТТ после культивирования клеток в течение 24 часов. Вкратце, после того, как 20 мкл МТТ инкубировали с клетками в течение 4 ч, добавляли 200 мкл ДМСО для растворения образовавшегося пигмента формазана. Поглощение 150 мкл вышеупомянутого раствора при 560 нм регистрировали считывающим устройством для микропланшетов (Infinite M200 PRO) (Pang et al., 2018).

Статистический анализ

Данные были проанализированы с использованием теста t на предмет различий. Результаты были представлены как среднее значение ± стандартное отклонение. Уровень значимости был установлен на p <0.05.

Результаты и обсуждение

Синтез и характеристика мономера AZO и мономера NAS

C = C была модифицирована на молекулы AZO и NHS соответственно посредством ацилхлорирования. Химическая информация о мономере была подтверждена спектром ЯМР ₁ H и спектром ЯМР ₁₃ C на Фигуре 1. Из спектра ЯМР ₁ H на Фигуре 1A химические сдвиги от 5,7 до 6,6 частей на миллион были приписаны трем H на виниле. группы в положениях a, b, c, что указывает на успешную модификацию винила на молекулы AZO.Одновременно химические сдвиги от 7,1 до 8,2 м.д. приписываются H бензольного кольца и иминных групп. Согласно интегрированию пика от 7,1 до 8,2 частей на миллион, количество H в бензольном кольце и иминных группах было 10, что соответствовало структуре мономера AZO на Фигуре 1A и указывало на то, что продукт был чистым без каких-либо примесей. Помимо спектра ЯМР ₁ H, химические сдвиги были отнесены к спектру ЯМР ₁₃ C один за другим, как показано на рисунке 1A, что также соответствовало структуре мономера AZO.Таким образом, спектры ЯМР подтвердили, что мономер AZO был синтезирован успешно.

Рисунок 1. (A) ₁ H ЯМР спектр и ₁₃ C ЯМР спектр мономера AZO. (B) ₁ H ЯМР спектр и ₁₃ C ЯМР спектр мономера NAS.

Точно так же химические сдвиги трех H на винильной группе в положениях a, b, c подтвердили успешную модификацию винила на молекуле NHS в спектре ЯМР ₁ H на Фигуре 1B, химический сдвиг в 2.9 м.д. относятся к H пятичленного кольца в положении d, которое было интегрировано до 4, то есть количество H в пятичленном кольце было 4. Кроме того, были получены химические сдвиги в спектре ЯМР ₁₃ C. присваивались один за другим, как показано на рисунке 1B, что также соответствовало структуре NAS. Таким образом, успешный синтез НАС подтвержден спектрами ЯМР.

Синтез и характеристика сополимера AZO-HEMA-NVP-NAS

Синтезированные сополимеры AZO-HEMA-NVP-NAS были охарактеризованы спектром ЯМР ₁ H на Фигуре 2A.Детали химического сдвига перечислены следующим образом: химические сдвиги от 7,4 до 8,5 м.д. приписываются протонам бензольного кольца в домене AZO в положении 1–4, химический сдвиг при 2,7 м.д. приписывается протонам пятикомпонентной группы. -членное кольцо на домене NAS в положении 5, химические сдвиги от 1,2 до 2,3 м.д. приписываются протонам пятичленного кольца на домене NVP в положении 6–8, химические сдвиги от 0,5 до 1,2 м.д. приписываются протонам метил в HEMA-домене в положении 9.Таким образом, спектры ЯМР подтвердили наличие четырех различных звеньев сополимера. Помимо качественного анализа, спектр ЯМР ₁ H предоставил количественную информацию, поскольку площади резонансных пиков пропорциональны количеству протонов. В соответствии с областями на фиг. 2A в различных положениях, относительное содержание доменов можно рассчитать по среднему соотношению интенсивностей протонов, которое приведено в таблице 2. По сравнению с исходным соотношением мономеров, меньше мономера AZO вошло в полимерную цепь для сополимера 1.И наоборот, когда коэффициент подачи AZO был увеличен, больше мономера AZO вошло в полимерную цепь. В то же время выход сополимера сополимера 2 и сополимера 3 был намного меньше, чем у сополимера 1, согласно экспериментальным результатам. Было сделано предположение, что три других мономера, особенно HEMA, нелегко сополимеризовать с мономером AZO, когда коэффициент подачи AZO был уменьшен до 10 и 5. Более того, когда коэффициент загрузки AZO был больше 20, можно было обнаружить больше неполимеризованного мономера AZO. в полимеризованной системе.Кроме того, сополимер 1 может растворяться в ДМСО и имеет определенную растворимость в воде при использовании ДМСО в качестве сорастворителя, но сополимер 2 и сополимер 3 лишь незначительно растворяются в ДМСО и не могут растворяться в воде.

Рис. 2. (A) ₁ Спектры ЯМР H сополимеров. (B) Кривая ДСК сополимеров.

Таблица 2 . Структурная информация сополимеров.

Чтобы прояснить структурные характеристики сополимеров, была обнаружена кривая ДСК для сополимеров, которая показана на рисунке 2В.Для сополимера 1 очевидный переход T _g был обнаружен около 80–90 ° C; для сополимера 2 Т _г перехода снизилась до 50 ° С; для сополимера 3 был исключен переход T _g , что указывает на то, что домен AZO на полимерной цепи не имеет очевидного перехода T _g . Согласно нашим предыдущим исследованиям, T _г pHEMA было около 110 ° C, а T _г PVP было около 130 ° C (Roorda et al., 1988; Xiang and Anderson, 2005). Следовательно, был сделан вывод, что длина домена HEMA или домена NVP на цепи сополимера была короче, чем нормальная длина их гомополимеров, поскольку переход T _g напрямую зависел от длины домена полимеров.На основании вышеупомянутого обсуждения и анализа сополимер 1 был выбран для дальнейшего исследования.

Характеристики реакции и характеристики сополимера

Поскольку молекула AZO реагировала на УФ-свет, УФ-свет использовался для индукции перехода изомеризации молекулы или домена AZO, что отражалось в УФ-спектре их разбавленного раствора на основании проверенной теории и предыдущих исследований. Во-первых, УФ-спектры разбавленного раствора сополимера ДМСО в зависимости от времени облучения и времени восстановления отслеживались на фиг. 3A, B.Перед УФ-облучением наблюдался максимум поглощения при 360 нм, принадлежащий π-π * переходу, и небольшой плоский пик поглощения при 450 нм, принадлежащий n-π * переходу (рис. 3A), которые, соответственно, были отнесены к транс -изомер и цис-изомер домена AZO на полимерной цепи. При УФ-облучении максимальное поглощение при 360 нм значительно уменьшилось и сместилось до 346 нм, а поглощение при 450 нм немного увеличилось со временем облучения до 60 с, что указывает на то, что транс-форма перешла в цис-форму (рис. 3А).Слабый синий цвет сместился с 360 до 346 нм, что может быть связано со структурной реакцией сополимера на стимуляцию УФ-светом, поскольку, согласно нашим предыдущим исследованиям, это явление не было обнаружено в малых молекулах AZO (Pang et al., 2018). При облучении белым светом абсорбция при 346 нм постепенно смещалась до 360 нм и восстанавливалась до соответствующего исходного значения в течение 70 минут, а абсорбция при 450 нм также была восстановлена ​​до соответствующего исходного значения, что подтвердило обратимое и эффективное восстановление транс-структуры. (Рисунок 3B).Быстрый переход из транс в цис на фото обеспечил быстрое время отклика сополимера, и одновременно постепенный процесс восстановления обеспечил достаточное время работы. Во-вторых, сопротивление усталости сополимера оценивали путем многократного облучения УФ / белым светом. Поглощение при 360/346 нм раствора сополимера в ДМСО в зависимости от номера цикла записано на рисунке 3C. Было обнаружено, что максимальное поглощение при 360 нм, либо первоначально, либо после восстановления, стабилизировалось на уровне 1,4–1,5 независимо от времени круга, и одновременно минимальное поглощение при 346 нм после УФ-облучения стабилизировалось около 0.7 независимо от времени круга (рис. 3C). Более того, время реакции на облучение было стабильным на уровне 1 мин, а время реакции восстановления было стабильным на уровне 70 минут, независимо от времени круга (рис. 3D). Эти результаты подтвердили, что цис-форма может существовать стабильно после облучения, а транс-форма может быть восстановлена ​​после облучения белым светом без каких-либо признаков усталости или фотообесцвечивания. Как правило, эффективное структурное изменение, стабильное быстрое время срабатывания, достаточно стабильное / контролируемое время работы и сопротивление усталости — все это желательные свойства фотопереключателя.Таким образом, эти результаты показали, что синтезированный сополимер в растворе ДМСО демонстрирует типичные характеристики фотопереключения, которые превосходят немодифицированную небольшую молекулу AZO с очевидным явлением фотообесцвечивания и неконтролируемым процессом реакции / восстановления в соответствии с нашим предыдущим исследованием (Pang et al. ., 2018).

Рисунок 3 . УФ-спектры раствора сополимера 1 в ДМСО в зависимости от времени облучения (A) и времени восстановления (B) . (C) Поглощение при 360 нм / 346 нм раствора сополимера 1 в ДМСО как функция номера цикла. (D) Время отклика на облучение при УФ-облучении и время отклика при восстановлении при 685 мВт / см ² белый свет и комнатная температура в зависимости от номера цикла.

Помимо органического растворителя, водный раствор был более часто используемой средой для фактического применения фотопереключателя. Таким образом, характеристики сополимера в разбавленном водном растворе также интенсивно исследовались (рис. 4).Неудивительно, что водный раствор сополимера имел такие же УФ-спектры, что и раствор сополимера в ДМСО. Точно так же максимальное поглощение на 360 нм значительно уменьшилось, а поглощение на 450 нм немного увеличилось со временем облучения до 60 с (рис. 4A), а затем поглощение на 360 и 450 нм могло быть обратимо восстановлено до соответствующего исходного значения в течение 120 мин. (Рисунок 4B). Кроме того, максимальное поглощение при 360 нм либо в начале, либо после восстановления стабилизировалось на уровне 1.5–1,7 независимо от номера цикла, и одновременно минимальное поглощение при 346 нм после УФ-облучения стабилизировалось на уровне 0,7–0,8 независимо от времени круга (рис. 4C). Аналогичным образом, время реакции на облучение было стабильным на уровне 1 мин, а время реакции восстановления было стабильным на уровне 120 минут, независимо от времени круга (рис. 4D). Эти результаты показали, что синтезированный сополимер в водном растворе также проявляет типичные характеристики фотопереключателя, что расширяет его потенциальное применение, особенно в областях, связанных с биомедициной.Напротив, согласно нашим предыдущим исследованиям, из-за своей дисперсности немодифицированные небольшие молекулы AZO в воде не могли обнаруживать УФ-излучение. Поскольку контролируемое восстановление является идеальным состоянием для применения фотопереключателя, были изучены факторы, включая температуру и плотность света, влияющие на восстановление из цис-формы в транс-форму (рисунки 4E, F). Время реакции восстановления сокращается с повышением температуры независимо от облучения белым светом, как показано на рисунке 4E.В темноте восстановление из цис-формы в транс-форму не могло быть осуществлено через 7 дней при 20 ° C. Но когда температура была повышена до 50 ° C, время реакции восстановления сократилось в значительной степени до 5 часов. При облучении белым светом время восстановления линейно уменьшалось с увеличением температуры. Более того, время восстановления при белом свете было короче, чем в темноте, пока температура не достигала 80 ° C. Что касается эффекта интенсивности белого света, время реакции восстановления значительно сократилось с увеличением интенсивности света, как показано на рисунке 4F.Подробный процесс восстановления представлен на рисунках S1 – S3.

Рисунок 4 . УФ-спектры водного раствора сополимера 1 в зависимости от времени облучения (A) и времени восстановления (B) . (C) Поглощение при 360 нм / 346 нм водного раствора сополимера 1 как функция номера цикла. (D) Время отклика на облучение при УФ-облучении и время отклика при восстановлении при 685 мВт / см ² белого света в зависимости от номера цикла.Время реакции восстановления как функция температуры (E) и интенсивности света (F) .

Теоретически в молекулах или доменах AZO участвовали два основных состояния для транс- и цис-структуры и одно возбужденное состояние. Переход от транс к цис должен преодолевать энергетический барьер из основного состояния транс структуры в возбужденное состояние, в то время как переход от цис к транс должен преодолевать энергетический барьер из основного состояния цис структуры в возбужденное состояние (Kathan and Hecht, 2017).Был сделан вывод, что УФ-свет может обеспечить достаточно энергии, чтобы вызвать молекулы или домен AZO из основного состояния транс-структуры в возбужденное состояние, и аналогично тепло / белый свет может обеспечить необходимую энергию для вывода молекулы или домена из основного состояния цис-структуры. в возбужденное состояние. Таким образом, было легко понять, что более высокая температура и интенсивность света приводят к более короткому времени отклика при восстановлении. Как правило, энергия транс-формы ниже, чем энергия цис-формы, и поэтому транс-структура более стабильна, чем цис-структура.

Из вышеупомянутых результатов и обсуждений видно, что домен AZO в среде макромолекул обладал гораздо лучшими стабильными и контролируемыми характеристиками восстановления и усталостной долговечностью, чем мономер AZO или небольшая молекула AZO, хотя они обладали аналогичным свойством быстрого светового отклика. Чтобы прояснить микроструктурную взаимосвязь между доменами, электростатический потенциал, энергия взаимодействия и переходные барьеры были рассчитаны с использованием вычислений DFT, как показано на рисунке 5.Путем оптимизации было обнаружено, что домен транс-AZO проявлял электронейтральность, в то время как домен cis-AZO демонстрировал слабые электронодонорные характеристики. Одновременно три других домена проявляли электронодонорные характеристики из-за наличия атомов O. Однако конец домена HEMA проявлял некоторые характеристики акцептора электронов (рис. 5А). Кроме того, энергия взаимодействия между доменом cis-AZO и доменом HEMA была рассчитана как -7,5 ккал / моль (рис. 5B), что не было очевидным и не привело бы к значительному взаимодействию между ними.Чтобы проверить вывод, два переходных барьера между базовым транс-состоянием и возбужденным состоянием (Δ E _{trans — TS} ) и между возбужденным состоянием и основным цис-состоянием (Δ E _{цис — TS} ) были рассчитаны (Рисунок 5C). Было обнаружено, что Δ E _{транс — TS} домена AZO в окружении макромолекулы был почти таким же, как у мономера AZO, что также было причиной аналогичного свойства быстрого ответа при стимуляции УФ-светом. .Хотя Δ E _{цис — TS} домена AZO в среде макромолекулы был немного выше, чем у мономера AZO, разница между ними не была достаточно большой, чтобы привести к значительному изменению рабочих характеристик. Даже исходя из оптимальных или рассчитанных результатов, цис-форма домена AZO на сополимере должна быть немного менее стабильной, чем мономер AZO, что противоречит нашим результатам. Таким образом, был сделан вывод, что стабильное и контролируемое свойство восстановления домена AZO на сополимере происходит из-за некоторых пространственных эффектов из-за перепутывания цепей и даже образования кластеров в растворе, особенно в водном растворе.В цис-пространственном построении кластер макромолекул был метастабильным при комбинированном действии всех видов взаимодействий, включая гидрофобный эффект, электростатические эффекты и переплетение цепей. Хотя Δ E _{цис — TS} для самого домена AZO было невелико, переход восстановления из цис-в-транс, необходимый для изменения всей конструкции кластера, который представляет собой сложную систему и не может быть рассчитан с использованием существующих и простая модель. Следовательно, для реализации этого перехода требовалась дополнительная энергия помимо Δ E _{цис — TS} для домена AZO.

Рисунок 5 . Оптимизированный (расчетный) (A) Электростатический потенциал всех доменов. (B) Энергия взаимодействия между доменом cis-AZO и доменом HEMA. (C) Барьеры перехода по расчетам DFT.

Исходя из приведенного выше обсуждения, сополимер был идеальным материалом для применения фотопереключателей, особенно в водной среде. Чтобы прояснить свойства для дальнейшего применения сополимера в водной среде, DLS и ТЕМ были использованы для выяснения его микроскопического состояния в воде, как показано на рисунке 6.Было обнаружено, что сополимер представляет собой своего рода нанокластер в воде с эффективным диаметром около 200 нм (рис. 6А). Однако нанокластер не имел стабильной и единой формы, такой как наносфера, нанолист или даже нановолокно, когда они были высушены на медной сетке (рис. 6В). Поэтому был сделан вывод, что нанокластеры в воде нестабильны и могут образовываться из-за слабого взаимодействия. Кроме того, влияние значения pH на агрегатное состояние сополимера было изучено с использованием прозрачного раствора сополимера, который показан на Фигуре 6C.Раствор сополимера в нейтральном или щелочном состоянии проявлял прозрачные и стабильные гомогенные характеристики. Раствор сополимера в слабокислом состоянии становился мутным через 2–3 ч с явным осадком сополимера. Этот характерный сополимер обладает еще одним свойством чувствительности к pH. Эти результаты были также подтверждены вышеупомянутым выводом о стабильном и контролируемом восстановлении домена AZO на сополимере.

Рисунок 6. (A) Гидродинамический диаметр агрегата сополимера 1 в воде по DLS. (B) ПЭМ-изображения агрегата сополимера 1 в воде. (C) Прозрачность водного раствора сополимера 1 в зависимости от значения pH.

Предварительная оценка сополимера для биомедицинского применения

Чтобы оценить функционализацию и биомедицинское применение сополимера, сополимер был функционализирован биоактивным белком (ConA) посредством простой реакции между доменом NAS и аминогруппой биоактивного белка. После функционализации сополимер-ConA был охарактеризован ИК-спектрами и спектром ЯМР ₁ H (фигура 7).Из-за схожести химического строения сополимера и белка их ИК-спектры также были схожими. Но в спектре ЯМР ₁ H сополимера-ConA относительная интеграция химического сдвига при 2,7 м.д., принадлежащего характеристической группе на домене NAS в положении 5 на рисунке 2, была снижена до 70% от исходного значения по сравнению с домен AZO. Этот вариант подтвердил успешную модификацию ConA на сополимере.

Рисунок 7. (A) ИК-спектры сополимера и сополимера-Con A. (B) ₁ Спектр ЯМР H сополимера-Con A.

Поскольку цитотоксичность была основным требованием для биомедицинского применения, in vitro цитотоксичность сополимера и сополимера-ConA оценивали с использованием мономера AZO в качестве контраста, как показано на фиг. 8. OD клеток уменьшалась с увеличением концентрации сополимера и сополимера-ConA. когда их концентрация превышала 100 мкг / мл. Кроме того, OD клеток с сополимером-ConA была значительно выше, чем с сополимером, независимо от их концентрации, что указывает на меньшую цитотоксичность сополимера-ConA.Напротив, эквивалентный AZO проявлял гораздо большую острую цитотоксичность, чем сополимер и сополимер-ConA с большим значением. Хотя только 50–60% клеток могли выжить при равномерном добавлении сополимера-ConA, сополимеризация мономера AZO и функционализация биоактивного белка в значительной степени снизили цитотоксичность молекулы AZO. Эти результаты показали, что сополимер может быть подходящим материалом для применения фотопереключателей в биомедицине.

Рисунок 8 .Относительная оптическая плотность клеток как функция концентрации соединения после культивирования в течение 24 часов и инкубации с МТТ с использованием TCP в качестве контроля. * p <0,05; ** p <0,01.

Заключение

AZO и мономер NAS были успешно синтезированы ацилхлорированием. Сополимеры AZO-HEMA-NVP-NAS были успешно синтезированы методом радикальной сополимеризации с контролируемым содержанием домена по соотношению мономеров. Молекулярная масса и стеклование сополимера зависят от соотношения мономеров.В растворе ДМСО сополимер проявлял эффективное структурное изменение, стабильное быстрое время реакции (1 мин) на УФ-свет при комнатной температуре и стабильное относительное приемлемое время восстановления (100 мин) при белом свете при комнатной температуре. Помимо этого, также наблюдали сопротивление усталости, что дополнительно подтвердило превосходные характеристики сополимера в качестве фотопереключателя. В водных растворах еще более контролируемые свойства сополимера и сопротивление усталости были подтверждены результатами. В более широком смысле, процесс восстановления можно контролировать с помощью плотности света и температуры.Результаты молекулярного моделирования подтвердили, что выдающиеся характеристики сополимера в качестве фотопереключателя не являются результатом изменения энергетического барьера или взаимодействий между отдельным атомом или даже структурными единицами, особенно в водном растворе. Таким образом, был сделан вывод, что контролируемое свойство восстановления приводит к запутыванию цепей или даже образованию кластеров. Были подтверждены и дальнейшие результаты DLS. Более того, сополимер в водном растворе проявлял свойство зависимости от pH. Наконец, сополимер был успешно функционализирован биоактивным белком благодаря простой реакции предварительного исследования для его применения в биомедицинской области.Функционализированный сополимер обладает более низкой цитотоксичностью, что подтверждает перспективность его применения в качестве фотопереключателя в биологических областях. В целом синтезированный сополимер удовлетворяет основным требованиям фотопереключателя и даже обладает выдающимися характеристиками в водной среде, что дает ему хорошие перспективы во многих областях, включая биомедицину.

Авторские взносы

JP сконструировал макромолекулу и закончил расчетную часть. ZG синтезировал и охарактеризовал сополимеры.HT дал полезное предложение в части функционализации сополимера и оценки in vitro . XM завершил синтез мономера и сополимера. HW закончила часть характеристики сополимера. XH высказал идеи и разработал все исследования.

Финансирование

Это исследование финансировалось Национальным фондом естественных наук Китая (21702082), Фондом естественных наук провинции Цзянсу (BK20171113), проектом Цин Лань, проектом «Шесть пиков талантов» в провинции Цзянсу (JY-071).

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Дополнительные материалы

Дополнительные материалы к этой статье можно найти в Интернете по адресу: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fchem.2019.00086/full#supplementary-material

Список литературы

Bian, Q., Wang, W., Хан, Г., Чен, Ю., Ван, С., и Ван, Г. (2016a). Фотопереключаемая адгезия клеток на азобензолсодержащих самоорганизующихся пленках. Chemphyschem 17, 2503–2508. DOI: 10.1002 / cphc.201600362

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Биан, К., Ван, В., Ван, С., и Ван, Г. (2016b). Запускаемое светом специфическое высвобождение раковых клеток из циклодекстрина / азобензола и субстрата, модифицированного аптамером. ACS Appl. Матер. Интерф. 8, 27360–27367. DOI: 10.1021 / acsami.6b09734

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мальчики, С. Ф., и Бернарди, Ф. (1970). Расчет взаимодействий малых молекул по разностям отдельных полных энергий. Некоторые процедуры с уменьшенным количеством ошибок. Мол. Phys. 19, 553.

Google Scholar

Chen, C., Zhao, J., Gao, M., Meng, X., Fan, A., Wang, Z., et al. (2018). Фото-триггерные мицеллы: одновременная активация и высвобождение ингибиторов микротрубочек для химиотерапии по требованию. Biomater. Sci. 6, 511–518. DOI: 10.1039 / C7BM01053B

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Chen, X., Hong, L., You, X., Wang, Y., Zou, G., Su, W., et al. (2009). Фото-контролируемое молекулярное распознавание α-циклодекстрина с помощью азобензола, содержащего полидиацетиленовые везикулы. Chem. Commun. 11, 1356–1358. DOI: 10.1039 / b820894h

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чан, К. Ю., Чу, К. С. (2015). Синтез светочувствительного гибридного альгинатного гидрогеля с фотоуправляемым высвобождением. Carbohydr. Polym. 119, 18–25. DOI: 10.1016 / j.carbpol.2014.11.043

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Дека, С. Р., Ядав, С., Махато, М., и Шарма, А. К. (2015). Азобензол-аминогликозид: Самособирающиеся умные амфифильные наноструктуры для доставки лекарств. Colloids Surf. B Biointerf. 135, 150–157. DOI: 10.1016 / j.colsurfb.2015.07.026

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Фриш, М.J., Trucks, G. W., Schlegel, H. B., Scuseria, G. E., Robb, M. A., Cheeseman, J. R., et al. (2009). Gaussian 09, редакция A.02. Уоллингфорд, Коннектикут: Gaussian Inc.

Google Scholar

Хенцль, Дж., Мельхорн, М., Гавронски, Х., Ридер, К. Х. и Моргенштерн, К. (2006). Обратимая цис-транс-изомеризация eines einzelnen azobenzol-molküls *. Angewandte Chemie 118, 617–621. DOI: 10.1002 / ange.200502229

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ху, Х.Х., и Гонг, X. (2016). Новый способ изготовления биосовместимых гидрогелей с контролируемой доставкой лекарств. J. Colloid Interf. Sci. 470, 62–70. DOI: 10.1016 / j.jcis.2016.02.037

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Катан, М., и Хехт, С. (2017). Фотопереключаемые молекулы как ключевые ингредиенты, выводящие системы из глобального термодинамического минимума. Chem. Soc. Ред. 46, 5536–5550. DOI: 10.1039 / C7CS00112F

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ким, Д.Ю., Ли, С. А., Пак, М., Чой, Ю. Дж., Кан, С. В., и Чон, К. У. (2015). Многофункциональная молекула-хамелеон с хиральными нафтильными и азобензольными фрагментами. Soft Matter 11, 2924–2933. DOI: 10.1039 / C5SM00073D

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лерх М. М., Шимански В. и Феринга Б. Л. (2018). (Фото) химия фотопереключателей Stenhouse: руководящие принципы и конструкция системы. Chem. Soc. Ред. 47, 1910–1937. DOI: 10.1039 / C7CS00772H

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Li, Z., Wang, P., Liu, B., Wang, Y., Zhang, J., Yan, Y., et al. (2014). Необычная фотоиндуцированная самосборка азобензолсодержащих амфифилов. Soft Matter 10, 8758–8764. DOI: 10.1039 / C4SM01395F

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Линь Л. Р., Ван X., Вэй Г. Н., Тан Х. Х., Чжан Х. и Ма Л. Х. (2016). Трис-β-дикетонатные лантаноидные комплексы на основе азобензола: обратимая транс-цис-фотоизомеризация в растворе и твердом состоянии. Dalton Trans. 45, 14954–14964. DOI: 10.1039 / C6DT01310D

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Люббе А.С., Шимански В. и Феринга Б. Л. (2017). Последние разработки в области обратимой фоторегуляции структуры и функции олигонуклеотидов. Chem. Soc. Ред. 46, 1052–1079. DOI: 10.1039 / C6CS00461J

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Пан Дж., Гао, З. Ю., Чжан, Л., Ван, Х. М., и Ху, X.Х. (2018). Синтез и характеристика светочувствительной макромолекулы для биомедицинского применения. Фронт. Chem. 6: 217. DOI: 10.3389 / fchem.2018.00217

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Панг, Дж., Тиан, З. К., и Ма, Дж. (2014). Теоретическая конструкция фотопереключенных молекул на основе азобензола, управляемых видимым светом. Chem. Phys. Lett. 613, 110–114. DOI: 10.1016 / j.cplett.2014.07.048

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Панг, Дж., Йе, Й.Ф., Тиан, З.К., Панг, X.В.Y., Ву, К.Й. (2015). Теоретическое понимание азобис- (бензо-18-краун-6) эфира в сочетании с катионами щелочноземельных металлов. Комп. Теор. Chem. 1066, 28–33. DOI: 10.1016 / j.comptc.2015.04.012

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Рансил, Б. Дж. (1961). Исследования молекулярной структуры. IV. потенциальная кривая взаимодействия двух атомов гелия в одноконфигурационном приближении ЛКАО МО СКФ. Chem. Phys .34: 2109.

Google Scholar

Roorda, W. E., Bouwstra, J. A., de Vries, M. A., and Junginger, H. E. (1988). Термическое поведение гидрогелей поли-гидроксиэтилметакрилата (pHEMA). Pharm. Res. 5, 722–725. DOI: 10.1023 / A: 10158859

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Schmidt, R., Hagen, S., Brete, D., Carley, R., Gahl, C., Dokic, J., et al. (2010). Об электронном и геометрическом строении транс- и цис-изомера тетра-трет-бутилазобензола на Au (111). Phys. Chem. Chem. Phys. 12, 4488–4497. DOI: 10.1039 / b924409c

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сунь, Ю., Ю, К., Лю, З., Хуан, К., Хао, К., и Сюй, Л. (2012). Синтез, структура, светочувствительные свойства 4- (2-фторбензилиденамино) антипирина: совместное экспериментальное и теоретическое исследование. Spectrochim. Acta Part A 97, 1013–1022. DOI: 10.1016 / j.saa.2012.07.117

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ценг, Ю.Т., Лу, Х.Й., Ли, Дж. Р., Тунг, В. Дж., Чен, В. Х. и Чау, Л. К. (2016). Легкая функционализация полимерных поверхностей в водных и полярных органических растворителях с помощью 3-меркаптопропилсилатрана. ACS Appl. Матер. Интерф. 8, 34159–34169. DOI: 10.1021 / acsami.6b13926

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Wu, S., Zhang, A., Li, S., Chatterjee, S., Qi, R., Segura-Ibarra, V., et al. (2018). Трансплантация органелл: функционализация полимером изолированных митохондрий для клеточной трансплантации и изменения метаболического фенотипа. Adv. Sci. 5: 1700530. DOI: 10.1002 / advs.201700530

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сян Т. X. и Андерсон Б. Д. (2005). Распределение и влияние содержания воды на молекулярную подвижность в поливинилпирролидоновых стеклах: моделирование молекулярной динамики. Pharm. Res. 22, 1205–1214. DOI: 10.1007 / s11095-005-5277-5

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ye, Y.F., Pang, J., Zhou, X.J., и Huang, J.W. (2016). Понимание торсионных эффектов на оптические свойства производных азобензола. Комп. Теор. Chem. 1076, 17–22. DOI: 10.1016 / j.comptc.2015.11.022

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Юань, К., Го, Ю. Дж., И Чжао, X. (2014). Новый светочувствительный азобензол-содержащий нанокольцо-хозяин для легкой инкапсуляции и высвобождения фуллерена-гостя. Phys. Chem. Chem. Phys. 16, 27053–27064. DOI: 10.1039 / C4CP03687E

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Фото IC для оптического переключателя

Этот веб-сайт или его сторонние инструменты используют файлы cookie, которые необходимы для его функционирования и необходимы для достижения целей, проиллюстрированных в этой политике использования файлов cookie.Закрыв баннер с предупреждением о файлах cookie, прокручивая страницу, щелкая ссылку или продолжая просмотр иным образом, вы соглашаетесь на использование файлов cookie.

Hamamatsu использует файлы cookie, чтобы сделать ваше пребывание на нашем веб-сайте более удобным и обеспечить его функционирование.

Вы можете посетить эту страницу в любое время, чтобы узнать больше о файлах cookie, получить самую последнюю информацию о том, как мы используем файлы cookie, и управлять настройками файлов cookie. Мы не будем использовать файлы cookie для каких-либо целей, кроме указанных, но обратите внимание, что мы оставляем за собой право обновлять наши файлы cookie.

Чтобы современные веб-сайты работали в соответствии с ожиданиями посетителей, им необходимо собрать определенную базовую информацию о посетителях. Для этого сайт создает небольшие текстовые файлы, которые размещаются на устройствах посетителей (компьютерных или мобильных) — эти файлы известны как файлы cookie, когда вы заходите на сайт. Файлы cookie используются для обеспечения нормальной и эффективной работы веб-сайтов. Файлы cookie уникально назначаются каждому посетителю и могут быть прочитаны только веб-сервером в домене, который отправил файл cookie посетителю.Файлы cookie не могут использоваться для запуска программ или доставки вирусов на устройство посетителя.

Файлы cookie выполняют различные функции, которые делают работу в Интернете более удобной и интерактивной. Например, файлы cookie используются для запоминания предпочтений посетителей на сайтах, которые они часто посещают, для запоминания языковых предпочтений и для более эффективной навигации между страницами. Большая часть, хотя и не все, собранные данные являются анонимными, хотя некоторые из них предназначены для определения шаблонов просмотра и приблизительного географического местоположения, чтобы улучшить впечатления посетителей.

Для определенных типов файлов cookie может потребоваться согласие субъекта данных перед их сохранением на компьютере.

2. Какие бывают типы файлов cookie?

Этот веб-сайт использует два типа файлов cookie:

1. Основные файлы cookie. Для нашего веб-сайта основные файлы cookie контролируются и обслуживаются Hamamatsu. Никакие другие стороны не имеют доступа к этим файлам cookie.
2. Сторонние файлы cookie. Эти файлы cookie реализуются организациями за пределами Хамамацу. У нас нет доступа к данным в этих файлах cookie, но мы используем эти файлы cookie, чтобы улучшить общее впечатление от веб-сайта.

3. Как мы используем файлы cookie?

Этот веб-сайт использует файлы cookie для следующих целей:

1. Для работы нашего веб-сайта необходимы определенные файлы cookie. Это строго необходимые файлы cookie, которые необходимы для обеспечения доступа к веб-сайту, поддержки навигации или предоставления соответствующего контента.Эти файлы cookie направляют вас в правильную страну и поддерживают безопасность и электронную торговлю. Строго необходимые файлы cookie также обеспечивают соблюдение ваших настроек конфиденциальности. Без этих строго необходимых файлов cookie большая часть нашего веб-сайта не будет работать.
2. Аналитические файлы cookie используются для отслеживания использования веб-сайта. Эти данные позволяют нам улучшить удобство использования, производительность и администрирование нашего веб-сайта. В наших аналитических файлах cookie мы не храним никакой личной идентифицирующей информации.
3. Функциональные файлы cookie.Они используются, чтобы узнать вас, когда вы вернетесь на наш сайт. Это позволяет нам персонализировать наш контент для вас, приветствовать вас по имени и запоминать ваши предпочтения (например, ваш выбор языка или региона).
4. Эти файлы cookie записывают ваше посещение нашего веб-сайта, страницы, которые вы посетили, и ссылки, по которым вы переходили. Мы будем использовать эту информацию, чтобы наш веб-сайт и отображаемая на нем реклама соответствовали вашим интересам. Мы также можем передавать эту информацию третьим лицам с этой целью.

Файлы cookie помогают нам помочь вам. С помощью файлов cookie мы узнаем, что важно для наших посетителей, а также разрабатываем и улучшаем контент и функции веб-сайта, чтобы обеспечить вам удобство использования. Доступ к большей части нашего веб-сайта можно получить, если файлы cookie отключены, однако некоторые функции веб-сайта могут не работать. И мы считаем, что ваши текущие и будущие посещения будут улучшены, если будут включены файлы cookie.

4. Какие файлы cookie мы используем?

Есть два способа управлять настройками файлов cookie.

1. Вы можете настроить файлы cookie на своем устройстве или в браузере.
2. Вы можете установить настройки файлов cookie на уровне веб-сайта.

Если вы не хотите получать файлы cookie, вы можете изменить свой браузер так, чтобы он уведомлял вас об отправке файлов cookie, или вы можете полностью отказаться от файлов cookie. Вы также можете удалить уже установленные файлы cookie.

Если вы хотите ограничить или заблокировать файлы cookie веб-браузера, установленные на вашем устройстве, вы можете сделать это в настройках своего браузера; функция справки в вашем браузере должна подсказать вам, как это сделать.Кроме того, вы можете посетить сайт www.aboutcookies.org, который содержит исчерпывающую информацию о том, как это сделать в самых разных браузерах для настольных компьютеров.

5. Что такое Интернет-теги и как мы используем их с файлами cookie?

Иногда мы можем использовать интернет-теги (также известные как теги действий, однопиксельные GIF-файлы, прозрачные GIF-файлы, невидимые GIF-файлы и GIF-файлы размером 1 на 1) на этом сайте и можем развертывать эти теги / файлы cookie через стороннего рекламного партнера. или партнер по веб-аналитике, который может находиться и хранить соответствующую информацию (включая ваш IP-адрес) в другой стране.Эти теги / файлы cookie размещаются как в онлайн-рекламе, которая приводит пользователей на этот сайт, так и на разных страницах этого сайта. Мы используем эту технологию для измерения ответов посетителей на наши сайты и эффективности наших рекламных кампаний (в том числе, сколько раз открывается страница и с какой информацией обращаются), а также для оценки использования вами этого веб-сайта. Сторонний партнер или партнер службы веб-аналитики может собирать данные о посетителях нашего и других сайтов с помощью этих интернет-тегов / файлов cookie, может составлять для нас отчеты о деятельности веб-сайта и может предоставлять дополнительные услуги, связанные с использование веб-сайта и Интернета.Они могут предоставлять такую ​​информацию другим сторонам, если это требуется по закону или если они нанимают другие стороны для обработки информации от их имени.

Если вы хотите получить дополнительную информацию о веб-тегах и файлах cookie, связанных с онлайн-рекламой, или отказаться от сбора этой информации третьими сторонами, посетите веб-сайт Network Advertising Initiative http://www.networkadvertising.org.

6. Аналитические и рекламные файлы cookie

Мы используем сторонние файлы cookie (например, Google Analytics) для отслеживания посетителей на нашем веб-сайте, для получения отчетов о том, как посетители используют веб-сайт, а также для информирования, оптимизации и показа рекламы на основе чьих-либо прошлых посещений нашего веб-сайта.

Вы можете отказаться от файлов cookie Google Analytics на веб-сайтах, предоставленных Google:

https://tools.google.com/dlpage/gaoptout?hl=en

Как предусмотрено в настоящей Политике конфиденциальности (статья 5), вы можете узнать больше о файлах cookie отказа на веб-сайте Network Advertising Initiative:

http://www.networkadvertising.org

Сообщаем вам, что в таком случае вы не сможете полностью использовать все функции нашего веб-сайта.

% PDF-1.4 % 46 0 объект > эндобдж xref 46 96 0000000016 00000 н. 0000002858 00000 н. 0000003008 00000 п. 0000003050 00000 н. 0000003092 00000 н. 0000003525 00000 н. 0000003663 00000 н. 0000003803 00000 н. 0000003939 00000 н. 0000004076 00000 н. 0000004124 00000 п. 0000004563 00000 н. 0000004611 00000 н. 0000004901 00000 п. 0000005160 00000 н. 0000005237 00000 н. 0000005262 00000 н. 0000005874 00000 н. 0000005899 00000 н. 0000006426 00000 н. 0000008784 00000 н. 0000008899 00000 н. 0000009268 00000 н. 0000009519 00000 п. 0000011895 00000 п. 0000012025 00000 п. 0000012336 00000 п. 0000013990 00000 п. 0000015949 00000 п. 0000017886 00000 п. 0000019741 00000 п. 0000019889 00000 п. 0000020440 00000 п. 0000020711 00000 п. 0000022412 00000 п. 0000025482 00000 п. 0000030591 00000 п. 0000032814 00000 п. 0000033651 00000 п. 0000034503 00000 п. 0000034572 00000 п. 0000034656 00000 п. 0000040151 00000 п. 0000040428 00000 п. 0000043676 00000 п. 0000043761 00000 п. 0000047919 00000 п. 0000047988 00000 п. 0000048068 00000 п. 0000052124 00000 п. 0000052378 00000 п. 0000055663 00000 п. 0000063459 00000 п. 0000073558 00000 п. 0000073632 00000 п. 0000073915 00000 п. 0000074168 00000 п. 0000074396 00000 п. 0000074611 00000 п. 0000077931 00000 п. 0000081077 00000 п. 0000081147 00000 п. 0000081228 00000 п. 0000084081 00000 п. 0000084355 00000 п. 0000087597 00000 п. 0000087624 00000 п. 0000088057 00000 п. 0000088157 00000 п. 0000113447 00000 н. 0000113714 00000 н. 0000113920 00000 н. 0000114008 00000 н. 0000117104 00000 н. 0000117376 00000 н. 0000117587 00000 н. 0000117884 00000 н. 0000117955 00000 п. 0000118148 00000 н. 0000118228 00000 н. 0000118271 00000 н. 0000118314 00000 н. 0000118398 00000 н. 0000118488 00000 н. 0000118531 00000 н. 0000118629 00000 н. 0000118671 00000 н. 0000118763 00000 н. 0000118805 00000 н. 0000118896 00000 н. 0000118938 00000 н. 0000119042 00000 н. 0000119084 00000 н. 0000119180 00000 н. 0000119222 00000 н. 0000002216 00000 н. трейлер ] / Назад 668540 >> startxref 0 %% EOF 141 0 объект > поток hb«b«`g`sab @

Иминотиоиндоксил в качестве молекулярного фотопереключателя с разделением полос 100 нм в видимом диапазоне

Дизайн и синтез ITI

Дизайн иминотиоиндоксила (ITI) вдохновлен структурой реагирующий на видимый свет молекулярный фотопереключатель гемитиоиндиго (HTI) ^21,22 , который состоит из половины тиоиндиго и половины стильбена, имеющего фотоизомеризуемую двойную связь C = C.Тем не менее, фотоизомеризация не ограничивается двойными связями C = C. В частности, фотоизомеризация C = N недавно привлекла внимание при разработке молекулярных фотопереключателей ^{27,28,29,30,31} . Основываясь на этом, мы предположили, что молекулярная архитектура, сочетающая азобензол и индигоидный фотохромный элемент, также может проявлять свойства переключения.

Уже в начале 1900-х годов химическая структура ITI и подобных соединений была известна как красители ³² . Еще в 1910 году Рудольф Пуммерер сообщил об одностадийном синтезе ITI путем конденсации тиоиндоксила с нитрозобензолом ³³ .Почти 100 лет спустя Соэта сообщил о синтезе той же химической структуры с использованием [4 + 1] циклоприсоединения типа Пассерини ³⁴ , также подтвердив с помощью рентгеновской кристаллографии, что форма Z является термодинамически стабильной. Однако, насколько нам известно, поведение этих структур как молекулярных фотопереключателей до сих пор не исследовано.

Здесь мы сообщаем о синтезе шести ITI 1a-f путем конденсации тиоиндоксила с замещенными производными нитрозобензола (дополнительный рис.1). Помимо незамещенного ITI 1a , два электронодонорных заместителя ( 1b, 1c ) и три электроноакцепторных заместителя ( 1d – 1f ) были помещены в R-положение (рис. 1a) для определения влияния различных схем замещения. на фотохимические свойства ITI, включая максимумы поглощения и свойства переключения. Полные экспериментальные процедуры и характеристики представлены в дополнительных методах и на дополнительном рис. 1–21.