J-聚集物

J-聚集物是一种具有吸收带的染料，当它在溶剂或添加剂或浓度的影响下聚集时，由于超分子自组织的结果，它的吸收带会转移到一个较长的波长（蝙蝠色转移），而且清晰度越来越高（吸收系数更高）。染料可以通过一个窄带的小斯托克斯位移来进一步表征。J-聚集物中的J指的是E.E.Jelley，他在1936年发现了这种现象。这种染料也被称为Scheibe聚集体，因为G.Scheibe也在1937年独立发表了这个主题。Scheibe和Jelley独立地观察到，在乙醇中，染料PIC氯化物在大约19,000厘米-1和20,500厘米-1（分别为526和488纳米）有两个宽的吸收xxx值，在水中，第三个尖锐的吸收xxx值出现在17,500厘米-1（571纳米）。这一波段的强度在增加浓度和添加氯化钠时进一步增加。在PIC氯化物最古老的聚集模型中，单个分子像一卷硬币一样堆积在一起，形成一个超分子聚合物，但这种聚集现象的真正性质仍在调查之中。分析是复杂的，因为氯化PIC不是一个平面的分子。分子轴可以在堆叠中倾斜，形成一个螺旋图案。在其他模型中，染料分子以砖块、阶梯或楼梯的方式定向。在各种实验中，发现J-带会随着温度的变化而分裂，在浓缩的溶液中发现了液晶相，CryoTEM显示聚合棒长350纳米，直径2.3纳米。

一般与聚甲基染料一起发现，与氰化物、美蓝、斯卡拉因和苝双酰亚胺一起发现。麻省理工学院的Swager和合作者报告的某些π-共轭大环，也被发现形成J-聚集体，并表现出特别高的光致发光量子产率。2020年，一个著名的青色染料（TDBC）被报道在室温下的溶液中具有增强的光致发光量子产率（>50%）。表现出类J特性的分子PIC聚集体已被证明可以自发地模板化为序列特定的DNA双链。

这些基于DNA的J-聚合体，被称为J-比特，一直被作为一种自下而上的方法，将PICJ-聚合体自组装成大规模的多功能DNA支架。重要的是，已经观察到J-比特在接近量子点和有机染料（如AlexaFluor染料）时参与了能量转移。基于分子光子线设计的原型DNA能量转移阵列，利用FRET沿着能量梯度逐步转移激子。由于两个荧光体之间的FRET效率通过它们的分离距离衰减到6次方，这些系统的空间限制受到高度制约。据推测，在FRET节点之间集成J位中继器将使这种能量损失的一部分得到补偿。在理论上，PIC单体的密集包装和刚性排列使得过渡偶极子的叠加允许激子以低损耗的方式在聚合体的长度上传播。