跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(216.73.216.134) 您好!臺灣時間:2025/12/21 13:37
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

: 
twitterline
研究生:徐令皇
研究生(外文):Hsu, Ling-Huang
論文名稱:具有萘四羧酸二醯亞胺及萘二甲醯亞胺之有機共軛自組裝奈米材料
論文名稱(外文):Organic π-Conjugated Nanomaterials from Self-assembled Naphthalene Diimide and Naphthalimide
指導教授:林欣杰
指導教授(外文):Lin, Hsin-Chieh
口試委員:袁俊傑陳文亮
口試委員(外文):Yuan, Chun-ChiehChen, Wen-Liang
口試日期:2014-12-25
學位類別:碩士
校院名稱:國立交通大學
系所名稱:材料科學與工程學系所
學門:工程學門
學類:材料工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2014
畢業學年度:103
語文別:中文
論文頁數:110
中文關鍵詞:自組裝有機共軛
外文關鍵詞:Self-assembledNaphthalene DiimideNaphthalimide
相關次數:
  • 被引用被引用:0
  • 點閱點閱:283
  • 評分評分:
  • 下載下載:5
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
近年來,科學家對分子的掌握日漸成熟,更進一步就是控制分子間的弱作用力,這一門領域便是自組裝材料的起源。本論文研究方向為探討一系列低分子量超分子自組裝奈米結構,主軸為探討其聚集方式誘導螢光特性及對酸鹼度敏感的感測器。研究主題分成兩個部分進行,各別著重在調控水凝膠流變性質和調控聚集誘導發光的能力。第一部份的萘四羧酸二醯亞胺連接的單肽能決定水凝膠的強度和成膠環境,比較了C8NDI-S、C8NDI-D、C8NDI-E和C8NDI-K,發現四者皆能形成穩定水凝膠,依據單肽的分子結構,S、E可在酸性條件下成膠,K可在鹼性條件下成膠,D則能在較接近中性的酸鹼值成膠。混合水凝膠S和K測試發現可在較接近中性的酸鹼值成膠。研究成果顯示出萘四羧酸二醯亞胺是個適合用於超分子水凝膠的系統。
第二部分比較了萘二甲醯亞胺連接上不同胜肽序列時聚集誘導發光的效果,依胜肽序列短到長分別是ppNI-DD、ppNI-FD、ppNI-FDD和ppNI-FDDD,除了DD之外其他三者皆能在酸性條件下形成穩定水凝膠,胜肽部分則選用天冬氨酸和苯丙胺酸的組合,藉由苯丙胺酸的苯環提供成膠作用力,天冬氨酸的親疏水性改變就能調控聚集誘導發光的表現,使得在1%二甲基亞碸的水溶液中也能有最佳的聚集誘導發光效果。本研究是第一個利用萘二甲醯亞胺與胜肽產生聚集誘導發光的系統。

In this study, the  conjugated systems are modified by attaching peptide sequences to improve functionality for applications. This thesis has two different parts. In the first part, we study the rheological properties of peptide hydrogels. Incorporation of a Naphthalene Diimide (NDI) and a single amino acid in the imide position, we found that different amino acid derivatives can determine the strength and gelation properties of this self-assembled hydrogels. The four compounds are presented in the study (C8NDI-S, C8NDI-D, C8NDI-E and C8NDI-K) which forms stable hydrogel in a wide range of pH conditions. The use of S or E can form hydrogels under acidic condition. The presence of K can facilitate the formation of the hydrogel in basic condition. The usage of D can gel water in neutral condition. This work illustrates the importance of the structure-property relationship on the development of new nanoscience and self-assembly nanomaterials. It also suggests that Naphthalene Diimide is an efficient hydrophobic component in the formation of hydrogels.
In the second part, we study the properties of aggregation-induced emission (AIE) of the chromophores. Piperidine was used as electron-donating group to modify the 1, 8-naphthalimide (ppNI). Importantly, the ppNI series exhibit AIE properties. We further extend this study to multiple amino acids where the combination of ppNI and phenylalanine (Phe) or aspartic acid (Asp) was conducted. The materials have significant differences in their fluorescence intensity, which have a higher emission peak at acidic conditions. The number of aspartic acid can alter the hydrophilicity of hydrogels and the properties of AIE. Through this study, we found a simple strategy to construct the one-dimensional (1-D) nano- and micro-structures in relatively large scale.

中文摘要 i
Abstract ii
誌謝 iv
表目錄 vii
圖目錄 viii
第一章 緒論 1
1.1 超分子水凝膠 1
1.1.1 原理簡介 1
1.1.2 凝膠的種類 3
1.1.3 聚集誘導發光特性 4
1.2 酸鹼值感測器 8
1.2.1 簡介 8
1.2.2 不同種類的螢光酸鹼指示器 9
第二章 13
2.1 前言 13
2.2 實驗部分 14
2.2.1 實驗藥品 14
2.2.2 實驗儀器 18
2.2.3 合成步驟 19
2.2.4 分析方法 24
2.3 結果討論 27
2.3.1 合成設計與討論 27
2.3.2 水凝膠特性 29
2.3.3 流變特性 32
2.3.4 混合膠 33
2.3.5 超分子排列 36
2.3.6 螢光特性 41
2.3.7 細胞培養及細胞顯影 45
2.3.8 電荷轉移之螢光錯合物 50
第三章 56
3.1 前言 56
3.2 實驗部分 57
3.2.1 實驗藥品 57
3.2.2 實驗儀器 59
3.2.3 合成步驟 60
3.2.4 分析方法 67
3.3 結果討論 68
3.3.1 合成設計與討論 68
3.3.2 水凝膠特性 70
3.3.3 超分子排列 73
3.3.4 螢光特性 77
3.3.5 聚集誘導發光效應 80
3.3.6 細胞培養及細胞顯像 90
第四章 結論 94
附錄 95
參考文獻 106

(1) Flory, P. J. Faraday Discuss. Chem. Soc. 1974, 57, 7.
(2) Estroff, L. A.; Hamilton, A. D. Chem. Rev. 2004, 104, 1201.
(3) Mata, A.; Hsu, L.; Capito, R.; Aparicio, C.; Henrikson, K.; Stupp, S. I. Soft matter 2009, 5, 1228.
(4) Bakota, E. L.; Wang, Y.; Danesh, F. R.; Hartgerink, J. D. Biomacromolecules 2011, 12, 1651.
(5) Panda, J. J.; Mishra, A.; Basu, A.; Chauhan, V. S. Biomacromolecules 2008, 9, 2244.
(6) Gao, Y.; Kuang, Y.; Guo, Z. F.; Guo, Z. H.; Krauss, I. J.; Xu, B. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 13576.
(7) Zhang, Z.; Ni, J.; Chen, L.; Yu, L.; Xu, J. W.; Ding, J. D. J. Biomed. Mater. Res. Part B 2012, 100B, 1599.
(8) Cheng, T. Y.; Chen, M. H.; Chang, W. H.; Huang, M. Y.; Wang, T. W. Biomaterials 2013, 34, 2005.
(9) Kim, J. H.; Lim, S. Y.; Nam, D. H.; Ryu, J.; Ku, S. H.; Park, C. B. Biosens. Bioelectron. 2011, 26, 1860.
(10) Jayawarna, V.; Smith, A.; Gough, J. E.; Ulijn, R. V. Biochem. Soc. Trans. 2007, 35, 535.
(11) Chen, J.; Law, C. C. W.; Lam, J. W. Y.; Dong, Y.; Lo, S. M. F.; Williams, I. D.; Zhu, D.; Tang, B. Z. Chem. Mater. 2003, 15, 1535.
(12) Fan, X.; Sun, J.; Wang, F.; Chu, Z.; Wang, P.; Dong, Y.; Hu, R.; Tang, B. Z.; Zou, D. Chem. Commun. 2008, 2989.
(13) Luo, J.; Xie, Z.; Lam, J. W. Y.; Cheng, L.; Chen, H.; Qiu, C.; Kwok, H. S.; Zhan, X.; Liu, Y.; Zhu, D.; Tang, B. Z. Chem. Commun. 2001, 1740.
(14) Chen, J.; Law, C. C. W.; Lam, J. W. Y.; Dong, Y.; Lo, S. M. F.; Williams, I. D.; Zhu, D.; Tang, B. Z. Chem. Mater. 2003, 15, 1535.
(15) Zeng, Q.; Li, Z.; Dong, Y.; Di, C. a.; Qin, A.; Hong, Y.; Ji, L.; Zhu, Z.; Jim, C. K. W.; Yu, G.; Li, Q.; Li, Z.; Liu, Y.; Qin, J.; Tang, B. Z. Chem. Commun. 2007, 70.
(16) An, B.-K.; Kwon, S.-K.; Jung, S.-D.; Park, S. Y. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 14410.
(17) An, B.-K.; Gierschner, J.; Park, S. Y. Acc. Chem. Res. 2011, 45, 544.
(18) Zhai, D.; Xu, W.; Zhang, L.; Chang, Y.-T. Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 2402.
(19) An, B.-K.; Lee, D.-S.; Lee, J.-S.; Park, Y.-S.; Song, H.-S.; Park, S. Y. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 10232.
(20) Tong, H.; Hong, Y.; Dong, Y.; Häussler, M.; Li, Z.; Lam, J. W. Y.; Dong, Y.; Sung, H. H. Y.; Williams, I. D.; Tang, B. Z. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 11817.
(21) Sun, B.; Yang, X.; Ma, L.; Niu, C.; Wang, F.; Na, N.; Wen, J.; Ouyang, J. Langmuir 2013, 29, 1956.
(22) Wang, G.; Zhang, R.; Xu, C.; Zhou, R.; Dong, J.; Bai, H.; Zhan, X. ACS Appl. Mat. Interfaces 2014.
(23) Liang, J.; Kwok, R. T. K.; Shi, H.; Tang, B. Z.; Liu, B. ACS Appl. Mat. Interfaces 2013, 5, 8784.
(24) Dong, Y.; Lam, J. W. Y.; Qin, A.; Liu, J.; Li, Z.; Tang, B. Z.; Sun, J.; Kwok, H. S. Appl. Phys. Lett. 2007, 91.
(25) Vij, V.; Bhalla, V.; Kumar, M. ACS Appl. Mat. Interfaces 2013, 5, 5373.
(26) Liu, Y.; Tang, Y.; Barashkov, N. N.; Irgibaeva, I. S.; Lam, J. W. Y.; Hu, R.; Birimzhanova, D.; Yu, Y.; Tang, B. Z. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 13951.
(27) Zhang, C.; Liu, C.; Xue, X.; Zhang, X.; Huo, S.; Jiang, Y.; Chen, W.-Q.; Zou, G.; Liang, X.-J. ACS Appl. Mater. Interfaces 2013, 6, 757.
(28) Roos, A. B. W. F. Physiol. Rev. 1981, 61, 296.
(29) Perez-Sala, D.; Collado-Escobar, D.; Mollinedo, F. J. Biol. Chem. 1995, 270, 6235.
(30) Ishaque, A.; Al-Rubeai, M. J. Immunol. Methods 1998, 221, 43.
(31) Gottlieb, R. A.; Nordberg, J.; Skowronski, E.; Babior, B. M. Proc. Natl. Acad. Sci. 1996, 93, 654.
(32) Bullock, A. J.; Duquette, R. A.; Buttell, N.; Wray, S. Pfluegers Arch. 1998, 435, 575.
(33) Chin, E. R.; Allen, D. G. J. Physiol. 1998, 512, 831.
(34) Izumi, H.; Torigoe, T.; Ishiguchi, H.; Uramoto, H.; Yoshida, Y.; Tanabe, M.; Ise, T.; Murakami, T.; Yoshida, T.; Nomoto, M.; Kohno, K. Cancer Treat. Rev. 2003, 29, 541.
(35) Davies, T. A.; Fine, R. E.; Johnson, R. J.; Levesque, C. A.; Rathbun, W. H.; Seetoo, K. F.; Smith, S. J.; Strohmeier, G.; Volicer, L.; et al. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1993, 194, 537.
(36) Ohkuma, S.; Poole, B. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1978, 75, 3327.
(37) Abiko, A.; Masamune, S. Tetrahedron Lett. 1996, 37, 1081.
(38) Casey, J. R.; Grinstein, S.; Orlowski, J. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2010, 11, 50.
(39) Rink, T. J.; Tsien, R. Y.; Pozzan, T. J. Cell Biol. 1982, 95, 189.
(40) Weiner, I. D.; Hamm, L. L Am. J. Physiol. 1989, 256, F957.
(41) Han, J.; Burgess, K. Chem. Rev. 2009, 110, 2709.
(42) Masuda, A.; Oyamada, M.; Nagaoka, T.; Tateishi, N.; Takamatsu, T. Brain Res. 1998, 807, 70.
(43) Balut, C.; vande Ven, M.; Despa, S.; Lambrichts, I.; Ameloot, M.; Steels, P.; Smets, I. Kidney Int. 2008, 73, 226.
(44) Yao, S.; Schafer-Hales, K. J.; Belfield, K. D. Org. Lett. 2007, 9, 5645.
(45) Haugland, R. P. e. The Molecular Probes® Handbook—A Guide to Fluorescent Probes and Labeling Technologies; 11 ed., 2010.
(46) de Silva, A. P.; Rupasinghe, R. A. D. D. J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1985, 23, 1669.
(47) Bhosale, S.; Sisson, A. L.; Talukdar, P.; Fuerstenberg, A.; Banerji, N.; Vauthey, E.; Bollot, G.; Mareda, J.; Roeger, C.; Wuerthner, F.; Sakai, N.; Matile, S. Science 2006, 313, 84.
(48) Wen, Y.; Liu, Y.; Di, C. A.; Wang, Y.; Sun, X.; Guo, Y.; Zheng, J.; Wu, W.; Ye, S.; Yu, G. Adv. Mater. 2009, 21, 1631.
(49) Guo, X.; Kim, F. S.; Seger, M. J.; Jenekhe, S. A.; Watson, M. D. Chem. Mater. 2012, 24(8), 1434.
(50) Zhao, Z.; Zhang, F.; Hu, Y.; Wang, Z.; Leng, B.; Gao, X.; Chong-an, D.; Zhu, D. ACS Macro Letters, 2014, 3, 1174.
(51) Chen, Z.; Zheng, Y.; Yan, H.; Facchetti, A. J. Am. Chem. Soc. 2008, 131, 8.
(52) Lee, W.-Y.; Oh, J. H.; Suraru, S.-L.; Chen, W.-C.; Würthner, F.; Bao, Z. Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 4173.
(53) Wurthner, F.; Stolte, M. Chem. Commun. 2011, 47, 5109.
(54) Hu, Z.; Pantoş, G. D.; Kuganathan, N.; Arrowsmith, R. L.; Jacobs, R. M. J.; Kociok-Köhn, G.; O'Byrne, J.; Jurkschat, K.; Burgos, P.; Tyrrell, R. M.; Botchway, S. W.; Sanders, J. K. M.; Pascu, S. I. Adv. Funct. Mater. 2012, 22, 503.
(55) Chang, S.; Wu, X.; Li, Y.; Niu, D.; Gao, Y.; Ma, Z.; Gu, J.; Zhao, W.; Zhu, W.; Tian, H.; Shi, J. Biomaterials 2013, 34, 10182.
(56) Doria, F.; Manet, I.; Grande, V.; Monti, S.; Freccero, M. J. Org. Chem. 2013, 78, 8065.
(57) Das, A.; Ghosh, S. Macromolecules 2013, 46, 3939.
(58) Shao, H.; Nguyen, T.; Romano, N. C.; Modarelli, D. A.; Parquette, J. R. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 16374.
(59) Bhosale, S. V., Bhosale, S. V., Kalyankar, M. B., Langford, S. J. Org. Lett. 2009, 11(23), 5418.
(60) Gao, J., Li, Y., Wang, Z. Org. Lett. 2013, 15(6), 1366.
(61) Ulijn, R. V.; Smith, A. M. Chem. Soc. Rev. 2008, 37, 664.
(62) Reches, M.; Gazit, E. Science 2003, 300, 625.
(63) Schillinger, E.-K.; Mena-Osteritz, E.; Hentschel, J.; Boerner, H. G.; Baeuerle, P. Adv. Mater. 2009, 21, 1562.
(64) Vadehra, G. S.; Wall, B. D.; Diegelmann, S. R.; Tovar, J. D. Chem. Commun. 2010, 46, 3947.
(65) Wang, X. Z.; Li, X. Q.; Shao, X. B.; Zhao, X.; Deng, P.; Jiang, X. K.; Li, Z. T.; Chen, Y. Q. Chem. Eur. J. 2003, 9, 2904.
(66) Liu, Y. H.; Hsu. S. M.; Wu, F. Y.; Cheng, H.; Yeh, M. Y.; Lin, H. C. Bioconjugate Chem. 2014, 25(10), 1794.
(67) Shao, H.; Parquette, J. R. Chem. Commun. 2010, 46, 4285.
(68) Kumar, N. S. S.; Gujrati, M. D.; Wilson, J. N. Chem. Commun. 2010, 46, 5464.
(69) Zhang, Z.; Seitz, W. R. Anal. Chim. Acta 1984, 160, 47.
(70) Lin, H.-J.; Szmacinski, H.; Lakowicz, J. R. Anal. Biochem. 1999, 269, 162.
(71) Lobnik, A.; Oehme, I.; Murkovic, I.; Wolfbeis, O. S. Anal. Chim. Acta 1998, 367, 159.
(72) Wolfbeis, O. S.; Fuerlinger, E.; Kroneis, H.; Marsoner, H. Fresenius’ Z. Anal. Chem. 1983, 314, 119.
(73) Duke, R. M.; Veale, E. B.; Pfeffer, F. M.; Kruger, P. E.; Gunnlaugsson, T. Chem. Soc. Rev. 2010, 39, 3936.
(74) Banerjee, S.; Veale, E. B.; Phelan, C. M.; Murphy, S. A.; Tocci, G. M.; Gillespie, L. J.; Frimannsson, D. O.; Kelly, J. M.; Gunnlaugsson, T. Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 1601.
(75) Lee, M. H.; Jeon, H. M.; Han, J. H.; Park, N.; Kang, C.; Sessler, J. L.; Kim, J. S. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 8430.
(76) Lee, M. H.; Han, J. H.; Kwon, P.-S.; Bhuniya, S.; Kim, J. Y.; Sessler, J. L.; Kang, C.; Kim, J. S. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 1316.
(77) Alexiou, M. S.; Tychopoulos, V.; Ghorbanian, S.; Tyman, J. H. P.; Brown, R. G.; Brittain, P. I. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1990, 2, 837.
(78) D. G. Kupriyan, V. F. A., A. Merz, L. D. Pantsenker Russ. J. Org. Chem. 2004, 40, 699.
(79) Li, H.; Jiang, Z.; Wang, X.; Zheng, C. Synth. Commun. 2006, 36, 1933.
(80) Hsu, S. M., Lin, Y. C., Chang, J. W., Liu, Y. H., Lin, H. C. Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53(7), 1921.
(81) Das, Apurba K., Richard Collins, Rein V. Ulijn. Small, 2008, 4(2), 279.

連結至畢業學校之論文網頁點我開啟連結
註: 此連結為研究生畢業學校所提供,不一定有電子全文可供下載,若連結有誤,請點選上方之〝勘誤回報〞功能,我們會盡快修正,謝謝!
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top