光致变色-杂环偶氮苯光致变色配体
光致变色-杂环偶氮苯光致变色配体
光遗传学是一项变革性技术，它允许光对特定细胞进行非侵入性、局部选择性和时间选择性调制，其中一种形式即开发合成各种离子通道的可溶性光致变色配体(PCLs)，以实现光控通道活性。TRPA1是一类瞬时受体电位(TRP)通道，它是一种非选择性阳离子通道，在炎症、神经性疼痛、瘙痒和呼吸系统疾病中发挥重要作用。如果能开发出一种TRPA1通道的光致变色配体，这将是一巨大进步。
解决方案：使用一个定制的光响应化学库，结合斑马鱼的行为筛选出光开关TRPswitch-A和TRPswitch-B。两者可在紫光和绿光的照射下经历可逆的顺反异构化（图1B），顺式异构体半衰期分别为43 min和1 h。TRPswitch可作用于TRPA1通道，实现体内Trpa1b表达细胞电流的光学控制（图1C），且具有可逆和可重复性，仅在一个短脉冲光照后就可以实现持续的通道激活。在光的作用下，成功使用TRPswitch控制斑马鱼幼体心跳。
图1：（A）TRPswitch-A及TRPswitch-B结构式；（B）经紫光或绿光照射后，TRPswitch-A及TRPswitch-B紫外吸收光谱；（C）TRPswitch-A及TRPswitch-B的电生理学分析。
文选取的杂环偶氮苯由于具有更长的半衰期和更有效的光作用，成功作用于TRPA1通道，表明杂环偶氮光开关是优化光开关的良好替代品。这是高性能杂环偶氮苯在体内光药理学的应用，未来的研究可以探索使用多光子或近红外光激发杂环偶氮苯的可能性。
光致变色-二芳基乙烯 I 质子门控下基于甘菊环的二芳基乙烯关环形式的负性光致变色行为
光致变色材料：通过无损和快速的光学刺激，光致变色材料可以高时空分辨率在至少两种状态中进行转换。其中，门控光致变色分子可同时对第二种刺激源产生响应，例如离子、氧化剂/还原剂或酸/碱。光致变色提供了一种手段可远程控制特定的分子特性，包括极性，氧化/还原电势以及酸度/碱度。特别地，由于在生物信号转导、能量转换过程、超分子化学和催化中质子浓度的关键性，开发可快速响应质子/去质子化过程中pH变化的材料显得极为重要。
研究进展：原则上，通过向光学活性中心引入酸/碱基团，可向光响应体系中引入质子响应，通常使用吡啶、苯酚等杂环基团。杂原子上垂直于π共轭中心的孤对电子赋予这些官能团碱性（图1 a），但同时限制了它们对开关的光物理行为的影响力。与之相反，甘菊环作为代表性的非交替芳香烃，可直接质子化形成乙烯基取代的芳族鎓，由10π电子转变为（6+2）π电子芳香体系（图1b）。由于质子化导致的π共轭体系的改变，甘菊环向光响应体系中的引入将导致不可预料的质子响应。然而迄今为止，甘菊环鲜少被应用于光开关骨架中。
1,3,5-三芳基-2-吡唑啉化合物
1-苯基-3-甲基-4-氯乙酰基-吡唑啉酮 -5(PMCP)
4-甲基氨基硫脲(MTSC)
双杂环化合物(PMCP-MTSC)
杂多金属化合物光致变色复合薄膜
磷钼酸-乙基纤维素复合薄膜
磷钼酸-聚乙烯吡咯烷酮复合薄膜
PMoA/SiO2/ZnFe2O4复合薄膜
多酸基可见光光致变色纳米复合薄膜
杂多酸基纳米复合薄膜
BiVO4/PMoA/SiO2复合膜
Bi2O3磷钼酸/二氧化钛复合膜
Bi2O3/PMoA/TiO2复合薄膜
聚金属氧化物-有机复合膜
杂多酸/聚丙烯酰胺复合膜
吡唑啉酮光致变色化合物
光致变色吡唑啉酮/聚合物复合膜
吡唑啉酮/聚合物复合光致变色薄膜
含噻吩基吡唑啉酮类化合物
含有富电子噻吩环的吡唑啉酮衍生物
吡唑啉酮光致变色材料复合聚苯乙烯薄膜
1-苯基-3-(2-噻吩基)-4-取代苯基亚甲基-5-吡唑啉酮缩4-苯基氨基脲类化合物
1-苯基-3-(2-噻吩基)-4-(4-硝基苯基亚甲基)-5-吡唑啉酮缩4-苯基氨基脲(P2Th4NO2BP-PSC)
含双噻吩的吡唑啉酮光致变色化合物
1-苯基-3-(2-噻吩基)-4-(2-噻吩亚甲基)-5-吡唑啉酮缩4-苯基氨基脲[PD(2Th)P-PSC]
PD(2Th)P-PSC/PS功能薄膜
吡唑啉酮缩氨基硫脲类光致变色化合物
1-苯基-3-甲基-4-苯甲酰基5-吡唑啉 酮缩氨基硫脲(PMBP-TSC)
1-苯基-3-甲基-4-苯甲酰基 5-吡唑啉酮缩甲基氨基硫脲(PMBP-MTSC)
卤化银光致变色玻璃
AgI/SiO2复合光催化剂
蛋黄-蛋壳结构AgI/聚多巴胺复合纳米光催化剂
卤化银/ZnFe2O4复合材料
Ag/AgBr/ZnFe2O4复合材料
卤化银/碳酸银复合光催化材料
卤化银-黑云母复合光催化剂
银/卤化银离子体光催化剂
AgX/片状石墨卤化银复合材料
AgX/膨胀石墨卤化银复合材料
AgX/石墨烯卤化银复合材料
AgX/碳纳米管卤化银复合材料
AgX/粒状活性炭卤化银复合材料
AgX/沸石卤化银复合材料
AgX/TiO2卤化银复合材料
卤化银/导电高分子复合纳米材料
钒酸铋/卤化银复合材料BiVO4-AgX
g系半导体/g-C3N4复合光催化材料
木质纤维素/卤化银复合材料
Ag/AgX,SC/AgX,Ag/Ag/AgX三元复合材料
AgX/CPs复合纳米材料
AgCl/PPy,AgBr/PPy和AgI/PPy复合纳米材料
AgX/PPy复合纳米材料
AgX-PANI卤化银/聚苯胺纳米复合材料
Pt/CdS-TNTAs复合纳米材料
CuS/ZnS纳米材料
Ag/AgCl/Al2O3纳米复合材料
MoS2/BiVO4纳米复合材料
Ag-AgCl/Al2O3复合光催化材
非晶氧化钨薄膜
十聚钨酸钨青铜化合物
WO3/ITO氧化钨复层薄膜
氧化钨-氧化镍薄膜
氧化钨-石墨烯光致变色复合薄膜
掺杂氧化钨/金—金刚石电极材料
氧化钨/金刚石异质结材料电致变色薄膜
三氧化钨(WO3)/金刚石(diamond)宽禁带半导体材料
n-WO3/p-diamond异质结结构
负载缺位钨硅酸的有机无机复合光致变色薄膜
杂多酸基无机-有机复合膜
二芳基乙烯光致变色配合物