具有聚集誘導發光之四苯基乙烯胜肽材料

Abstract

超分子自組裝形成水凝膠材料的研究在生物醫學上為近年來的主流，不需要藉由外力並以本身分子間的作用力從微觀的相同單一分子自行組裝形成巨觀有一定規則排列的大分子，除此之外還有多項的優點使得科學家致力發展於此，另外也有越來越多的科學家致力發展於聚集誘導發光的現象，除了應用於發光二極體外，也將其應用於生物探測器中。本研究利用不同的胜肽鍵與具有聚集誘導發光現象之分子四苯基乙烯結合，開發出 TPE-GG、 TPE-SS、 TPE-DD 和 TPE-YD 四種不同的結構，分別觀察各個分子利用分子間的作用力形成自組裝水凝膠。再利用 TEM 與 SEM 等來觀察各個水凝膠的微觀結構，並檢測其流變性質和將其應用至人類細胞當中。 以二胜肽中最簡單的結構所構成的 TPE-GG 作為例子比較，因結構中不具有側鏈所以可能導致水溶性較其他三者差，但還是能夠形成穩定水凝膠，並且是目前擁有以 TPE 為主體的最小分子量之水凝膠。 TPE-SS 擁有能夠在中性環境下形成穩定膠體之能力，也是目前發現以 TPE 為主體能夠在中性環境下成膠的最小分子量之水凝膠，並且能夠因時間的不同改變本身的形貌； TPE-DD 在酸性環境下能形成穩定膠體並具有發展成酸鹼型探測器之潛力； TPE-YD 在酸性環境中能形成非常堅固的奈米纖維結構，具有高強度的流變性並且在中性環境下也能形成穩定膠體。這四個結構都擁有各自不同的性質，其中 TPE-SS 和 TPE-YD 能夠在中性環境下自組裝形成水凝膠體，再加以改良和研究未來可成為細胞支架的材料。另外 TPE-DD 能夠藉由不同的酸鹼環境而改變本身的螢光強弱，可以將其作成生物型酸鹼性探測器。

Supramolecular self-assembly hydrogel materials is ubiquitous in materials science and biology. Self-assembly provides routes to a range of materials with regular structures. And others advantages to developed in this process. In this thesis, we developed the novel dipeptide supramolecular hydrogel with self-assembly gelation enhanced fluorescence emission. Tetraphenylethene (TPE) is almost non-emissive when molecularly dissolved in solution but turns to be highly fluorescent in aggregate states. The hydrogelator was constructed by using the TPE as the hydrophobic part and four different dipeptide (Gly-Gly、 Ser-Ser、 Asp-Asp and Tyr-Asp) as the hydrophilic component. We investigated these amphiphilic low-moleculars weight of the gelation pH value, performance of rheology, morphology and optical properties of the AIE characteristics. Each of the luminophore hydrogels has received different interesting results: TPE-GG is the minimum molecular weight of TPE-capped peptide forms the supramolecular hydrogel. TPE-SS is the minimum molecular weight of TPE-capped peptide forms the supramolecular hydrogel under neutral condition. TPE-DD could form the hydrogel under the acid condition(pH value= 4.3) and could be a pH sensor. TPE-YD can form the strongest hydrgel under the acid condition(pH value= 4.3) and also can form stable hydrgel under neutral condition. TPE-SS and TPE-YD can form hydrogel under neutral condition. These materials are potentially useful for develop 3D cell culture in the future. TPE-DD could change the emission properties under different pH values, which may be promising a biomaterial as an active element of biosensors.