Proiecte curente de cercetare - Inginerie moleculară

Noi de proiectare şi să sintetizeze noi materiale moleculare, şi de a explora modul în care proprietăţile lor se referă la structurile lor moleculare. Aceasta este "inginerie moleculară" - ingineria la scara nano-. Ne place în mod special cu ajutorul non-covalenţi auto-asamblare pentru a controla comportamentul de semiconductori organici şi vopsele, pentru diverse aplicaţii. Tehnica nostru principal este de sinteză, dar vom face, de asemenea, multe alte tipuri de experimente, de la testarea biologică la fizica starii solide. Am explora proprietăţile conformaţionale, electronice şi recunoaşterea de compuşi noastre utilizând o gamă largă de tehnici spectroscopice şi analitice, si colaboram cu mai multe grupuri de fizicieni, chimişti şi biologi de celule fizice.

1. Near-IR non-liniare Optica

Sisteme de înaltă delocalizate arată nelinearităţi optic mare, în cazul în care proprietăţile materialului devin dependente de intensitatea luminii. Suntem de proiectare o serie de carbocations porfirinei stabilizat, care arată de absorbţie în regiunea din apropierea oraşului-IR, ceea ce le face potrivite pentru utilizare în telecomunicaţii. Absorbţia este comparabil cu coloranţi structurate în mod similar cyanine, dar la lungime de undă mult mai mult. Colaboratori: Joe Perry (Georgia Tech, Statele Unite ale Americii), Jean-Luc Bredas (Georgia Tech, Statele Unite ale Americii), Seth Marder (Georgia Tech, Statele Unite ale Americii).

2. Medicamente pentru terapia fotodinamică

Terapia fotodinamică (PDT) este o tehnica pentru uciderea celulelor bolnave cu starea excitată de un colorant (a se vedea aici pentru informaţii cu privire la PDT). Suntem în curs de dezvoltare porphyrin pe baza de droguri pentru PDT prin intermediul a două-fotoni de excitatie. Colaboratori: David Phillips (IC, Londra), Brian Wilson (Toronto), Klaus Suhling(Kings, Londra).

(Cifre: celulelor umane de cancer colorează cu un medicament porfirinei sintetizate recent în Oxford.)

3. Nanorings şi Nanotuburile

Fire moleculare sunt în mod tradiţional gandit ca structuri rigide, cu toate acestea, cu ajutorul unui şablon complementare, butadiyne legate de oligomeri porfirinei pot fi indoite pentru a oferi structuri ciclice. Structurile ciclice păstrează eficace p-orbitale se suprapun şi delocalizare extinse observate în fire liniar. Inele de diferite dimensiuni sunt posibile prin sintetiza şabloane adecvate. Lipirea de hidrogen între inele adiacente porfirinei poate permite pentru lor de auto-asamblare în structurile nanotuburi. Colaboratori: Paolo Samorì (Strasbourg, Franţa), Laura Herz (Oxford), Peter Beton (Nottingham), Bo Albinsson (Chalmers, Suedia).

(Cifre: template-regizat de sinteza porfirinei [6] nanoring)

4. Firuri izolate moleculară - Polyrotaxanes

Noi suntem de investigare cabluri izolate moleculare care constau din polimeri conjugaţi filetate prin macrociclici cilindrice de izolare. Abordarea noastră este de a lega monomer în interiorul macrocycle, polimeriza pentru a forma o teacă polimer conjugat, apoi capacul se încheie pentru a preveni unthreading. Obligatorii se realizează prin efect hidrofob şi polimerizare se face în apă. Izolatia sporeşte stabilitatea şi luminescenţă a firului de moleculare păstrând în acelaşi timp semiconductivity sale. Colaboratori: Franco Cacialli (UCL, Londra), Paolo Samorì (Strasbourg, Franţa), Laura Herz (Oxford).

(Figura: modelul unui fir moleculară izolat; β-ciclodextrina inele se arată în verde)

5. Porphyrin-Bazat Firuri moleculară

Suntem folosind macrociclici porfirinei pentru a pregăti polimerilor cu proprietăţi neobişnuite electronice, precum şi testarea capacităţii lor de a transporta electronii pe distanţe lungi. Aceste materiale au aplicaţii în optoelectronică şi optica neliniara.Colaboratori: Richard Nichols (Liverpool), Emyr Macdonald (Cardiff), Bo Albinsson (Chalmers, Suedia), Laurens Siebbeles(Delft, Ţările de Jos).

6. Tensiune Colorante sensibile porfirine pentru Imagistica a doua generaţie-armonice

Imagistica de impulsuri electrice în celule neuronale şi cardiace vor promova o mai bună înţelegere a creierului si a functiei musculare. Suntem în curs de dezvoltare o serie de voltaj-sensibile din punct de coloranţi amfifilice care exploatează proprietăţile versatil coordonarea şi polarisability ridicat de chromophores porfirină. Design-moleculare ale acestor molecule dă mare hyperpolarisabilities moleculară prima (ideal pentru imagistica de generaţia a doua armonică ) în timp ce complexarea ionilor de metale paramagnetici, cum ar fi cupru (II) şi nichel (II) reduce photoxicity de coloranţi in vitro.Colaboratori: Argila Koen (Leuven, Belgia), Ole Paulsen (Oxford).

    

(Cifre: semnalele SHG (roşu) în celule (stânga) şi protocell sisteme de bule (dreapta) )

7. Coloranţi pentru doi fotoni de absorbţie

Absorbţia simultană a doi fotoni este un eveniment rar cu cele mai multe coloranţi. Suntem în curs de dezvoltare cu puternica chromophores doi fotoni de absorbţie pentru aplicaţii în optice de stocare a datelor, microfabrication, microscopie şi PDT. Colaboratori: Aleks Rebane (Montana, Statele Unite ale Americii), Mihail Drobizhev (Montana, Statele Unite ale Americii), Jean-Luc Brédas (Georgia Tech, Statele Unite ale Americii ).

(Figura:.. Cu un polimer scara consolidată doi fotoni de absorbţie formarea Ladder deţine sistemul de π-plat)

Publicaţii selectate ( o listă completă este disponibilă aici )

1. Template-Regizat Sinteza a unei Nanoring π conjugat porfirine. 
   M. Hoffmann, CJ Wilson, B. Odell şi HL Anderson
   
   Angew. Chim. Int. Ed. 2007, 46, 3122-3125.
2. Firuri izolate moleculară. 
   MJ Frampton şi HL Anderson
   
   Angew. Chim. Int. Ed. 2007, 46, 1028-1064.
3. Homo-şi hetero-[3] Rotaxanes cu două π-Systems împreunate într-un Macrocycle unică. 
   EJF Klotz, TDW Claridge şi HL Anderson
   
   J. Am. Chim. Soc. 2006, 128, 15374-15375.
4. Sinteza enzimatica si decolteu Photoswitchable enzimatică a unui Rotaxane Peptide-Linked. 
   AG Cheetham, MG Hutchings, TDW Claridge şi HL Anderson
   
   Angew. Chim. Int. Ed. 2006, 45, 1596-1599.
5. Creşterea puternică cooperare a doi fotoni absorbţie în dublă-Strand Arrays conjugate Scara porfirine. 
   M. Drobizhev, Y. Stepanenko, A. Rebane, CJ Wilson, TEO ecran, şi HL Anderson
   
   J. Am. Chim. Soc. 2006, 128, 12432-12433.
6. Ciclodextrin-threaded polyrotaxanes conjugate ca fire izolate moleculare cu interacţiuni reduse interstrand. 
   F. Cacialli, JS Wilson, JJ Michels, C. Daniel, C. Silva, RH prieten, N. Severin, P. Samorì, JP Rabe, MJ O'Connell, PN Taylor şi HL Anderson
   
   Materiale de natura 2002, 1, 160-164.
7. Clădire fire moleculare din culorile de viaţă: Oligomeri conjugat porfirinei
   HL Anderson
   
   Chim. Comuna. 1999, 2323-2331.