含镧系元素的功能配合物因其独特的电学和磁学性质，在材料科学和生物医学领域有着广泛的应用。然而，多组分镧系有机组装体在水中的稳定性和溶解性极大地限制了其实际应用。在此，中科院福建物质结构研究所孙庆福、美国南佛罗里达大学李霄鹏及暨南大学陈填烽等人报道了由三个全共轭配体(H₄L¹和H₄L^2a/b)去质子化自组装而成的一系列具有2,6-吡啶双四氮酸酯螯合部分的水稳定性阴离子Ln_2nL_3n型(n=2，3，4和5)稀土有机多面体(LOPs)。

本文要点：

1）核磁共振、高分辨ESI-MS和X射线晶体学相结合的表征结果表明，LOPs形成反应的结果对反应条件，包括碱、金属源、溶剂和浓度，非常敏感。配体H₄L^2a/b对镧系离子(Ln=Eu^Ⅲ和Tb^Ⅲ)有良好的敏化作用，在极性溶剂中，Tb₈L^2a₁₂(在水中的Φ=11.2%)和Eu₈L^2b₁₂(在二甲亚砜中的Φ=76.8%)具有较高的发光量子产率。

2）此外，由于多面体骨架的巨大分子量和刚性，Gd₈L^2b₁₂的纵向弛豫系数(r₁)高达400.53 mM^-1s^-1。与商业化的基于Gd^III的CAs相比，Gd₈L2b₁₂作为潜在的磁共振成像造影剂(CAs)在体内的滞留时间要长得多。

3）通过混金属组装策略成功构建了Eu/Gd双金属掺杂分子笼，并成功将其用于细胞荧光标记和MRI双模式成像。

综上所述，此研究结果不仅为水稳定的多核镧系有机组装体的设计提供了一条新路线，也为生物成像和药物递送等领域提供了一种潜在的超分子体系候选材料。

Zhuo Wang, et al. Coordination-Assembled Water-Soluble Anionic Lanthanide Organic Polyhedra for Luminescent Labeling and Magnetic Resonance Imaging. J. Am. Chem. Soc., 2020.

DOI: 10.1021/jacs.0c07514

https://doi.org/10.1021/jacs.0c07514