近日，中科院大連化學物理研究所研究員徐兆超團隊實現了對熒光分子自組裝體在2nm尺度的超分辨熒光成像，發現了基于分子間弱相互作用的結構演變和動態組裝過程。相關研究成果發表于《德國應用化學》。
分子自組裝是物質世界功能衍生和生命力發揮的重要手段。通過自組裝，結構單元借助分子間弱相互作用，可以自發形成穩定的、具有特定結構和功能的、主要以非共價鍵結合的聚集體系。然而，由于自組裝體內分子間相互作用的高度動態性和介尺度分辨難題，分子組裝體的原位組裝過程揭示和動態結構解析一直是一個挑戰。
本工作中，徐兆超團隊發現了單一熒光染料分子自發形成組裝體，由于分子間弱相互作用在時空尺度上存在差異性和動態屬性，組裝體內部分子表現出時空依賴的發光特性，這種組裝單元的發光異質性使得組裝體在介尺度上表現出獨特的納米尺度結構演變過程。團隊通過單分子定位顯微鏡熒光成像，對熒光自組裝體內部結構中的最小發光單元定位，分辨率最高可達2.8nm；通過三維成像，發現了組裝體內部所形成的發光單元的空間分布具有異質和動態屬性；通過長時間超分辨動態成像，監測了受染料分子結構調控的不同形態組裝體原位生長過程，計算出不同組裝體在不同階段的生長速率。
該研究為超分辨成像空間分辨率迫近1nm、聚集發光材料的發光機理研究以及組裝體結構—功能的解析提供了新思路。