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Lanthanide-DNA supramolecular hydrogels with tunable and responsive luminescence

Science China(Technological Sciences) 2022年第5期65卷 1043-1051页

作者： YANG Sen PAN XiaoRui TANG JianPu YAO Chi YANG DaYong Frontiers Science Center for Synthetic Biology Key Laboratory of Systems Bioengineering(MOE)Institute of Biomolecular and Biomedical EngineeringSchool of Chemical Engineering and TechnologyTianjin UniversityTianjin300350China

Supramolecular DNA hydrogels have been synthesized based on the assembly of DNA building-blocks such as branched DNA and long DNA chains.The structures and functions of sole-module DNA hydrogels remain limitations.New methodologies by integrating hybrid components are desired to expand the synthesis of DNA hydrogel.Herein,we synthesized a Ln^(3+)-containing luminescent supramolecular hydrogel by employing the coordination and electrostatic interactions between lanthanide ions(Tb^(3+)and Eu^(3+))and linear single-stranded DNA(ssDNA).Through the coordination between ssDNA and Ln^(3+),a series of luminescent supramolecular hydrogels were synthesized,among which the Tb-G_(n)/T_(n)and Eu-T_(n)hydrogels emitted the characteristic luminescence of Tb and Eu,respectively.The luminescent intensities of the hydrogels were adjusted by designing DNA sequences with programmable bases and chain lengths.Notably,the Tb/Eu co-doped luminescent supramolecular hydrogel displayed tunable luminescence from green to yellow by regulating the stoichiometric ratio of Tb/Eu.Moreover,the hydrogel had reversible luminescent stimulation responsiveness toward Ag^(+)/L-Cys.We expected that the synthesis of Ln^(3+)-containing luminescent supramolecular hydrogels enriched the strategies of the construction of DNA hydrogels,and promoted the development of stimuli-responsive supramolecular materials.

关键词： DNA hydrogel supramolecular self-assembly luminescent hydrogel lanthanide complex stimuli-responsiveness

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