《Journal of Molecular Structure》：Dimethylaminocoumarin Molecular Rotors for Viscosity-Responsive Fluorescence and Antibacterial Activity
编辑推荐：
•基于香豆素的粘度响应探针。•多功能分子体系。•智能手机辅助的粘度监测。•取代基依赖的光物理行为。•广谱抗菌香豆素探针。引言将环境感知与生物活性整合于同一骨架的多功能分子体系已成为分子设计领域的一个重要方向。此类体系的优势在于将环境响应性与生物功能相结合，使其在分析和生物医学
- •
基于香豆素的粘度响应探针。
- •
多功能分子体系。
- •
智能手机辅助的粘度监测。
- •
取代基依赖的光物理行为。
- •
广谱抗菌香豆素探针。
引言
将环境感知与生物活性整合于同一骨架的多功能分子体系已成为分子设计领域的一个重要方向。此类体系的优势在于将环境响应性与生物功能相结合，使其在分析和生物医学领域具有更广泛的适用性。在荧光杂环骨架中，香豆素衍生物因其优异的光物理性质、合成便捷性和多样化的生物活性而持续受到关注[[1], [2], [3]]。其模块化结构可实现对电子效应和空间效应的精确调控，从而系统性地调节光学行为以及分子间相互作用[[4], [5], [6], [7], [8]]。这种结构适应性使香豆素在多功能分子平台的构建中尤为引人注目。
基于荧光的粘度分析已成为探测局部微环境的有效策略，因为粘度直接影响复杂生物体系中的分子运动性、扩散行为和反应动力学[[9], [10], [11], [12]]。微粘度对胞内转运、膜动力学和信号转导具有重要影响[[13], [14], [15]]，而异常粘度变化常与癌症、神经退行性疾病和微生物感染等病理状态相关[16,17]。分子转子是粘度传感中应用最为广泛的方法之一，其原理是光激发后由粘度控制构象运动的受限程度来调节荧光输出。在低粘度环境中，无约束的激发态运动可促进有效的无辐射失活，导致荧光较弱；而粘度升高则会抑制该失活过程并增强发射。与此同时，基于香豆素的衍生物以其抗菌性能而著称，其抗菌机制通常源于膜扰动、酶抑制或对关键微生物过程的干扰[10,18,19]。重要的是，取代基依赖的结构特征如极性、氢键能力和脂溶性对其生物性能有显著影响。尽管上述各方面已取得独立进展，但在统一的香豆素骨架中整合粘度敏感荧光和抗菌活性仍缺乏深入研究。然而，在共同的分子骨架中，理解外围取代基工程如何独立影响光物理和生物性质仍是一项重大挑战。
本研究报道了一系列二甲氨基取代的香豆素衍生物，将其设计为兼具粘度响应荧光和抗菌活性的多功能分子体系。该分子设计基于给体-受体架构，其中二甲氨基作为电子给体，促进香豆素骨架内的激发态电荷重新分布。通过引入外围取代基变化来调节构象柔性和分子间相互作用潜力，从而通过不同的分子因素影响荧光响应和抗菌行为。系统在二元溶剂体系中研究了粘度依赖的荧光性质，并将其转化为智能手机辅助的RGB检测平台，以实现便携式和经济有效的分析。对代表性革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌菌株的抗菌评价揭示了明确的取代基依赖性活性谱。结合TD-DFT分析，本研究提供了结构依赖的框架，用于理解外围取代基如何影响香豆素骨架的光物理和抗菌性质。因此，本研究的香豆素平台将粘度响应性、便携式基于RGB的检测和抗菌活性整合于单一骨架中，为调节光物理和抗菌性质提供了统一的分子框架。
章节摘要
基本信息
合成香豆素衍生物所用的起始化学品和关键试剂均购自商业供应商。NMR数据使用Bruker AVANCE-II仪器记录，以DMSO-d?为溶剂。NMR数据使用MestReNova软件进行处理和分析。质谱数据使用Xevo G2-XS QToF 4k仪器获取。化合物的紫外-可见（UV/vis）数据使用Cary 100 UV/vis分光光度计获得。为测量探针的荧光图谱，使用
合成与光物理研究
目标二甲氨基香豆素衍生物（Cou-COOH、Cou-NHOH、Cou-SH、Cou-OPD和Cou-OAP）按照方案1所示路线合成。该合成策略在保留共同的二甲氨基香豆素给体核心的同时，实现了外围取代基的系统变化，从而允许直接评估取代基依赖性对光物理和抗菌性质的调节作用。新合成的衍生物以中等至良好的收率获得，并经结构
结论
总之，我们开发了一系列基于二甲氨基香豆素的衍生物，作为结合粘度传感和抗菌活性的整合分子平台。所开发的衍生物作为粘度响应性分子转子发挥作用，其荧光激活源于在粘度高微环境条件下分子内运动的受限。探针在低粘度介质中荧光减弱，但在高粘度条件下表现出强烈的荧光增强。
作者贡献
概念构思：Roopa，Monika；方法论：Navpreet Kaur，Bhanu Priya，Jyoti；数据整理：Roopa，Monika；调查：Navpreet Kaur，Bhanu Priya，Naresh Kumar；资源：Navpreet Kaur，Bhanu Priya，Deepak Mishra，Jyoti；监督：Roopa，Naresh Kumar；软件：Naresh Kumar，Deepak Mishra；撰写—初稿：Navpreet Kaur，Bhanu Priya；撰写—审阅与编辑：Naresh Kumar，Roopa。
CRediT作者贡献声明
Navpreet Kaur：撰写—初稿，资源，方法论，调查。Bhanu Priya：撰写—初稿，资源，方法论，调查。Jyoti：资源，方法论。Monika：数据整理，概念构思。Deepak Mishra：软件，资源。Naresh Kumar：撰写—审阅与编辑，监督，软件，调查。Roopa：撰写—审阅与编辑，监督，数据整理，概念构思。
利益冲突声明
作者声明，他们没有已知的可能影响本文所报告工作的竞争性财务利益或个人关系。
致谢
我们感谢I.K. Gujral Punjab Technical University, Kapurthala和SRM University, Delhi-NCR, Sonepat提供的研究设施。
Navpreet Kaur|Bhanu Priya|Jyoti|Monika|Deepak Mishra|Naresh Kumar|Roopa
