海洋浮游生物发光研究的回顾与展望——海洋浮游生物学新动向之十三

温暖季节的夜晚,在海上采集,常可看到发光现象。我国渔民称它为“海火”。这个现象主要是生物发光所引起的。远在18世纪,早已引起海洋科学家的注意。据作者所知,埃伦伯格(Ehrenberg)在1834年就已记载了这个海洋发光现象。过去,有关海洋生物发光的论文数以千计,大多涉及分类、形态(发光器官构     

AIE材料助发光器件走出平面,迈向高维

<正>有机发光材料在过去几十年中受到了广泛的关注和研究,其高效的荧光量子产率、柔性好、易掺杂和修饰等优点使之在有机发光二极管(OLED)、激光器、光传感器等方面都得到了广泛应用.在固态形式下,大多数的有机发光材料分子之间存在较强的π-π作用,这导致了材料发光效率的降低,即"聚集导致猝灭"现象(aggregation caused quenching,ACQ).ACQ效应极大地限制了有机发光材料的实际应用范围.聚集诱导发光(aggregation-induced emission, AIE)材料很好地克服了以上问题,通过对非辐射复合过程的抑制实现了材料在固态下的高效发光,为固态发光器件的发展注入了新的活力^[1].     

救火

一个物理学家,一个化学家和一个统计学家被召到院长办公室,他们刚刚坐定就发现一个废纸篓着火了。物理学家说:"我知道怎么办,把材料温度降至可燃温度以下,火自然就灭了。"化学家不同意:"不对,必须先切断氧气的供应,缺少了反应物,火才会灭。"正当物理学家和化学家争论不休的时候,他们     

魔窟终于被揭开

一个奇特的现象,一个不解之谜,在东北某海区的驻军和渔民中,引起了极大的轰动。潜艇航行至此,无线电波无法发射,声纳装置失灵,水下兵器也在此失去它原有的威力。驻地渔民视这片海域为魔窟,出海捕捞误入此区,便被一种神奇的力量所驱使。关于这里的神话传说,一个比一个惊心动魄。为了揭开这个神秘的谜底,一个小分队进入这一海区     

有机溶剂诱导的多孔硅光致发光猝灭机理

1990年多孔硅室温可见光发射的报道引起了科技界的极大关注.现已形成了一个对硅材料研究很活跃的领域.目前的研究焦点主要集中在以下几方面:(1)发光机理的探讨;(2)改善发光的稳定性,提高发光的量子产率及制备各色光的多孔硅量子线阵列;(3)研制多孔硅光电器件;(4)发光的化学碎灭特性及其应用的研究. 我们研究了三类有机溶剂对多孔硅光致发光的猝灭作用。烷烃不猝灭发光(包括环己烷、正庚烷和溴乙烷等),而且还有很弱的增敏作用.但苯具有弱的猝灭效应.气相浓度(以氮气作稀释气体)为 1.9 × 10~(-3) mol/L时,猝灭了发光强度的15％,猝灭过程光谱没有蓝移或红移.含氧有机溶剂,包括甲醇、乙醇、四氢呋喃、二氧六环、环氧氯丙烷、乙醚、苯甲醚、乙酸乙酯、乙酸甲酯、丙酮和丁酮等,它们的猝     

聚集诱导发光特性的杂环分子体系研究进展

聚集诱导发光(aggregation-induced emission,AIE)是Tang等人于2001年提出的光物理领域的一个新概念,是指一类可进行分子内转动或振动的分子体系在溶液中不发光或发光微弱,而聚集后或在固态发光显著增强的现象.由于AIE可以解决传统分子的聚集猝灭发光的难题,这一概念一经报道就引起了世界范围内科学家的兴趣.经过十余年的发展,已有几十种AIE分子体系被报道并被广泛用于有机发光二极管、传感和生物成像等领域.目前已有多篇综述全面总结了AIE领域的成果,但还没有专门的综述报道基于杂环的AIE分子体系的研究进展.本文则针对这一领域进行了较全面综述并对其未来的发展前景进行了展望.     

基于蒽的高效率π-π作用双分子发光:激基缔合物再认识

在有机π-共轭分子固体发光材料中,强分子间π-π相互作用通常猝灭发光.然而,在蒽衍生物晶体中,我们发现了一类高效率、长寿命的蒽π-π作用双分子发光体系,并揭示了其高发光效率的本质:一方面,发光态等同于激基缔合物,压缩的双分子激发态π-π面间距离增强了体系刚性,降低了非辐射跃迁速率;另一方面,离散的二聚体π-π堆积结构导致了单一的、纯净的双分子发光态,避免低能量陷阱的"暗态"形成,有效地抑制了非辐射能量转移.本文不仅提出了基于蒽的高效率双分子发光材料的分子结构设计策略,成功地构筑了固体中离散的蒽二聚体π-π堆积结构,而且展望了超分子发光材料的最新进展、存在问题和应用前景.通过分子(堆积)结构-激发态性质-发光性能之间的关系研究,发展新一代超分子发光材料的新概念、新原理与新应用.     

会“钓鱼”的鱼

一、(鱼安)(鱼康)鱼 (鱼安)(鱼康)鱼生活在千米深海底,头大而扁平,阔口横生,身体无鳞,相貌丑陋,渔民称它为"癞蛤蟆鱼",又因它的叫声像老头子咳嗽,故又叫"老头鱼"。(鱼安)(鱼康)鱼身体笨重,不善于游泳,只能用腹鳍在海底爬行,平时它把身子埋在沙里,只露出头和嘴巴等待食物。这种鱼所以能生存下来,全靠它的背鳍上长着一根很长的"钓竿",这钓杆是第一背鳍演化而来的。在钓杆顶端长出一个小肉片,肉片能发出红蓝白等色光,在黑暗的海底闪闪发光,召来好奇的小鱼。当小鱼向发光器游来时,它把发光器不断向自己嘴边移动,当小鱼也     

火鱼的错误决定

一天夜里,南印度洋海面上,班尼大叔正带着几个渔民撒网捕鱼.就在这时,他突然发现前方海面上火光闪闪.平静的海面上怎么会有火呢?因为好奇,班尼大叔带着几个渔民驾着小船向起火的地方驶去.可他们刚刚进入火光区域,一束束绿色的火焰像喷火枪似的,向着小船猛烈发射,瞬间,小船便处于密集的喷火包围之中……班尼大叔带着大家惊慌失措地逃出了火海,两位渔民被烧得遍体鳞伤.     

沉没的财宝

价值连城的珍瓷 1975年夏,南朝鲜渔民偶然在南朝鲜西南木浦海发现了一艘中国元代的沉船.遇难年代约在1331年,它寂然无阒地躺在海底已经600多年了.     

天赐之火—森林小火的益处

提到森林之火,许多人不禁会联想起十多年前东北大兴安岭的那场令人触目惊心的大火。人们往往因此认为森林必须绝对禁止烟火,否则将会带来巨大的损失和灾难。然而,这种看法全面吗？最近,国外一些林业专家指出,对于森林之火不能一概而言,应当全面分析、科学对待。森林火灾分为两种：一种叫树冠火,俗称森林大火。它通常由火苗先把一棵大树从树底点燃,一直烧到树尖,并且殃及邻树一齐猛烈燃烧而形成。这种大火可以摧毁被烧森林中的一切,如遇大风干燥天气,借助风势,火的破坏性就更大。另一种叫地面火,俗称森林小火或野火,这种火一般…     

聚集诱导发光探针分子在荧光传感中的应用

荧光传感作为化学传感领域中的一项重大技术,具有灵敏度高、选择性好和响应快等优点,但是传统有机发光分子在高浓度或者聚集状态下,容易发生荧光强度的降低或是完全消失,这在一定程度上不利于其在应用中发挥最佳效果.聚集诱导发光(AIE)概念的提出为解决聚集导致发光猝灭(ACQ)的难题提供了方案,实现了发光分子在聚集态下的高荧光量子产率.具有AIE特性的发光分子被用作荧光传感器不仅具有高亮度的荧光信号,而且不必担心由于分子聚集导致的荧光信号的降低或猝灭.同时,由于某些分子聚集程度的增强导致的荧光颜色和强度的变化,可以被用来实现对靶标物的定性和定量分析.本文简述了近几年来AIE分子在荧光传感方面的应用,如离子检测、气体、有机小分子、爆炸物、蛋白质及酶等化学/生物传感器,同时对基于AIE分子的荧光传感器在设计和应用前景做了展望.     

聚集诱导发光分子在生物检测领域的应用

聚集诱导发光(AIE)是指一类荧光生色团在溶液状态下微弱发光甚至不发光,而在固态或聚集状态下荧光显著增强的一种光物理现象.具有AIE特性的分子作为荧光探针在生物检测领域有着传统荧光探针分子不能比拟的优点.一方面可以使更多的AIE探针分子结合到生物大分子上获得高亮度的荧光,而不必担心像传统的荧光分子那样发生聚集导致的荧光猝灭,这为荧光检测提供了便利.另一方面,在聚集后发生的荧光急剧变亮的特性可以作为荧光放大检测的定量依据.本文展示一些有代表性的具有AIE特性的分子,重点介绍其在蛋白质、DNA、G4、手性有机胺等生物分子检测中的应用,阐明AIE荧光探针的工作原理和特点,并对AIE荧光探针的设计与应用给予展望.     

海底火虫发绿光

长期以来，一种海底火虫令水手们迷惑不解——它竟然会流出绿色的发光黏液。最近，这一奥秘终于在显微镜下被破解。     

不同元素掺杂的石墨烯量子点的光致发光行为

石墨烯量子点(graphenequantumdots,GQDs)作为一种新型石墨烯材料,具有许多优异的物理化学性质,尤其是其独特的光致发光(photoluminescence,PL)特性以及低毒性的本质,在生物成像以及医学分析等领域展示出很好的应用前景,但是目前制备的GQDs存在发光效率低、发光机理不明确、缺乏有效的发光调控手段等问题.为提高GQDs的PL性能和进一步明确其发光机理以及增加发光调控手段,本文以电化学法和水热法制备了GQDs以及Cl, N, P, S 4种元素掺杂的GQDs,通过X射线光电子能谱分析(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)、傅里叶转换红外光谱(Fourier-transform infrared spectroscopy, FT-IR)、拉曼光谱(Raman spectra)等测试手段,表征了不同元素掺杂的GQDs的元素组成和结构缺陷,分析了杂原子在GQDs中的位置以及成键模式.通过荧光光谱仪测试了其PL性能并分析了各种GQDs的发光增强和减弱机制.Cl以及N的掺杂能够形成发光中心,提高GQDs的发光强度,相比未掺杂GQDs,Cl-GQDs发光强度增加了1倍;S元素的掺杂则形成少量猝灭中心,发光强度较未掺杂GQDs略有下降;而P的掺杂形成大量猝灭中心,导致P-GQDs几乎无发光.     

水资源变化与厄尔尼诺事件

很久以前，南美西海岸秘鲁和厄瓜多尔的渔民就发现一种奇怪的现象，即在圣诞节前后，沿岸海水的温度不断升高，鱼群突然消失，以鱼为食的鸟类大量死亡，这种现象大约每年都要发生一次，每隔几年就会有一次较强的表现。由于这种现象通常出现在圣诞节前后，当地渔民就将其称为厄尔尼诺(EL Nino)，即西班牙语“圣婴”的译音。     

自然信息

我国2083海区也发现高脚蟹高脚蟹俗称蜘蛛蟹,属节肢动物门甲壳纲十足目蜘蛛科,是世界上最大的蟹。上海自然博物馆无脊椎动物陈列厅里展出的一只雄性高脚蟹,是1986年日本渔民在日本东京湾捕获的,头胸甲长约40厘米,     

人体放光趣谈

过去我们曾听说过人体发光现象,但这种发光现象通常只能借助仪器观测,肉眼是不易觉察的,然而,根据记载,确实发生过人体发出可见光的实例。1934年5月,一名妇女神秘发光的事件曾轰动一时,这名身体发光的英国妇女名叫安娜·莫纳罗,她患有哮喘病,在几周的时间里,每当入睡时,她的胸部都会发出肉眼可辨的淡蓝色光亮。     

海洋深处熠熠生辉的生物

在深邃的海洋深处,不少生物为了识别同类, 寻找配偶和觅食,都有着发光的本领。从奇特的枝蔓交错的海醋栗到带花边的粉色海鳃,再到人们更为熟悉的鱼类和乌贼,都能在黑暗中熠熠生辉。深海中大多数会发光的生物发出的都是蓝光或者淡绿色光,少数鱼类发出的光是淡红、浅黄、黄绿、     

八羟基喹啉铝在多孔氧化铝纳米孔中的光致发光

采用阳极氧化法制备了多孔氧化铝,原子力显微镜的观察结果表明其孔径约为10nm。通过物理吸附在纳米孔中组装入有机发光小分子八羟基喹啉铝,观察到了这些小分子的光致发光蓝移现象,与不同浓度的Alq3的PL相比,纳米孔中Alq3的发光接近于单分子发光行为。这种蓝移现象与纳米孔对有机分子聚集程度的限制有关。