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New conjugated polymer nanoparticles with high photoluminescence quantum yields for far-red and near infrared fluorescence bioimaging
Materials Chemistry Frontiers ( IF 6.0 ) Pub Date : 2020-06-04 , DOI: 10.1039/d0qm00195c Panagiota Koralli 1, 2, 3, 4, 5 , Alkmini D. Nega 1, 2, 3, 4 , Lida Evmorfia Vagiaki 5, 6, 7, 8 , Aristea Pavlou 5, 6, 7, 8, 9 , Michael G. Siskos 8, 9, 10, 11 , Antonia Dimitrakopoulou-Strauss 1, 2, 3, 4 , Vasilis G. Gregoriou 6, 7, 8 , Christos L. Chochos 5, 6, 7, 8
Materials Chemistry Frontiers ( IF 6.0 ) Pub Date : 2020-06-04 , DOI: 10.1039/d0qm00195c Panagiota Koralli 1, 2, 3, 4, 5 , Alkmini D. Nega 1, 2, 3, 4 , Lida Evmorfia Vagiaki 5, 6, 7, 8 , Aristea Pavlou 5, 6, 7, 8, 9 , Michael G. Siskos 8, 9, 10, 11 , Antonia Dimitrakopoulou-Strauss 1, 2, 3, 4 , Vasilis G. Gregoriou 6, 7, 8 , Christos L. Chochos 5, 6, 7, 8
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The development of new aqueous conjugated polymer nanoparticles with high photoluminescence quantum yields (PLQYs) at the far red and near infrared (NIR) spectral regions (>650 nm) as alternative polymer probes for fluorescence imaging is reported. This is achieved through an appropriate chemical design by the introduction of up to four fluorine atoms in the different positions of a donor–acceptor (D–A) polymer backbone consisting of thiophene as the electron donating unit and quinoxaline as the electron withdrawing building block. The resulting series of low synthetic complexity conjugated polymers enable us to perform a detailed structure–properties relationship study between the synthesized conjugated polymers and their corresponding aqueous nanoparticles as prepared by the nanoprecipitation and encapsulation methods. We manage to achieve PLQY for aqueous NIR conjugated polymer probes of 0.1 and a PLQY of 0.18 for the far-red emitting conjugated polymer probes. Furthermore, our work paves the way for the rational design of new conjugated polymers with enhanced PLQY, especially in the NIR spectral region, through better control of the intramolecular and intermolecular polymer chain interactions.
中文翻译：
具有高光致发光量子产率的新型共轭聚合物纳米颗粒，用于远红外和近红外荧光生物成像
据报道，新型的水性共轭聚合物纳米粒子的发展具有远红外和近红外（NIR）光谱区域（> 650 nm）具有高光致发光量子产率（PLQYs），可以用作荧光成像的替代聚合物探针。这是通过适当的化学设计实现的，方法是在供体-受体（DA）聚合物主链的不同位置引入最多四个氟原子，该主链由噻吩作为供电子单元，喹喔啉作为吸电子单元。由此产生的一系列低合成复杂度的共轭聚合物，使我们能够进行合成的共轭聚合物及其相应的水性纳米颗粒之间的详细的结构-性能关系研究，该纳米颗粒通过纳米沉淀和包封方法制备。我们设法实现水性NIR共轭聚合物探针的PLQY为0.1，而发射远红色共轭聚合物探针的PLQY为0.18。此外，我们的工作通过更好地控制分子内和分子间聚合物链相互作用，为合理设计具有增强PLQY的新型共轭聚合物铺平了道路，尤其是在NIR光谱区域。
更新日期：2020-07-30
中文翻译：
具有高光致发光量子产率的新型共轭聚合物纳米颗粒，用于远红外和近红外荧光生物成像
据报道，新型的水性共轭聚合物纳米粒子的发展具有远红外和近红外（NIR）光谱区域（> 650 nm）具有高光致发光量子产率（PLQYs），可以用作荧光成像的替代聚合物探针。这是通过适当的化学设计实现的，方法是在供体-受体（DA）聚合物主链的不同位置引入最多四个氟原子，该主链由噻吩作为供电子单元，喹喔啉作为吸电子单元。由此产生的一系列低合成复杂度的共轭聚合物，使我们能够进行合成的共轭聚合物及其相应的水性纳米颗粒之间的详细的结构-性能关系研究，该纳米颗粒通过纳米沉淀和包封方法制备。我们设法实现水性NIR共轭聚合物探针的PLQY为0.1，而发射远红色共轭聚合物探针的PLQY为0.18。此外，我们的工作通过更好地控制分子内和分子间聚合物链相互作用，为合理设计具有增强PLQY的新型共轭聚合物铺平了道路，尤其是在NIR光谱区域。
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