聚集诱导发光

<正>光是地球生物赖以生存和繁衍的主要能量源泉,也是当代人类社会发展不可或缺的条件之一。无论是照明和显示,还是通信和检测等技术,无不涉及对光的应用和探索以及光学材料的发展。由于光学研究在科学和技术创新上的重要贡献,联合国教科文组织将2015年定为国际光之年(International Year of Light and Light-based Technologies),希望以此纪念千年来人类在光领域的重大发现,强调光学技术在促进可持续发展,解决能源、     

聚集诱导发光材料研究进展

传统的有机光功能材料在聚集状态下,荧光通常会减弱或淬灭,制约了有机光电功能材料的实际应用.具有聚集诱导发光(AIE)性质的化合物在聚集状态下,通过分子组成、结构和堆积模式的调节实现荧光增强,弥补了传统光功能材料在该方面的不足,在电致发光、固体激光、荧光传感与生物成像等领域展现出广阔的应用前景.该文主要介绍了目前研究最全面、适用范围最广的分子内旋转受限、分子内振动受限、分子内运动受限和形成J-聚集体等机制.同时分类介绍了一些基于分子结构和组成的AIE化合物.     

聚集诱导发光现象及其应用

正第2届国际聚集诱导发光现象及其应用学术讨论会(AIE2)于2015年5月15~18日在广州召开。本次会议由华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室主办,获得了国家自然科学基金委、科技部和教育部的大力支持。华南理工大学双聘院士、香港科技大学唐本忠教授担任大会主席,华南理工大学秦     

基于聚集诱导发光的甲醛荧光探针

甲醛能使DNA受损,引起肝肾功能障碍,并最终导致恶性肿瘤,被世界卫生组织确定为一类致癌物,因此,非常有必要开发能快速、方便检测甲醛的方法.本研究通过缩合4-二苯胺基苯甲醛与对硝基苯乙腈,再还原硝基合成了 一个能选择性检测甲醛的荧光探针(PAN).PAN具有聚集诱导发光性能,在含水体积分数为80％以上的乙腈/水中能产生明...     

聚集诱导发光的基本科学问题年度报告(2013)

建立和完善AIE模型和理论可以为分子设计、材料制备、聚集体结构调控及器件实际应用等方面提供了理论指导。2013年度该研究重要进展如下:(1)基于第一性原理计算,定量考察了位阻、温度、聚集等因素对分子体系发光性质的影响。从微观角度给出了分子聚集诱导发光机理:分子激发态的无辐射能量衰减通道主要是对应于低频模式的芳香环扭转和高频模式的碳碳伸缩振动。当位阻增加、温度降低或者分子聚集时,芳香环的转动受限,无辐射能量衰减通道被抑制,从而提高分子的荧光量子产率,荧光增强;为了更深层次地理解蓝色磷光分子结构与发光效率之间的关系,结合密度泛函理论,运用我们最近发展的系间窜越速率的振动关联函数计算方法,定量研究了新型蓝光发射分子fac-tris(2-(4,6-difluorophenyl)pyridyl iridium(facIr(F2ppy)3)的磷光光谱、辐射跃迁和无辐射跃迁速率及其与温度的依赖关系,计算结果很好地解释了实验测量结果。理论研究表明可以通过分子设计来抑制这些振动来进一步提高这类材料的发光效率。(2)研究了AIE分子作为生物探针和生物体系的相互作用。BSPOTPE分子和蛋白质可以通过BSPOTPE的芳香环和蛋白质疏水性氨基酸之间的疏水相互作用结合,研究表明,BSPOTPE可以同时作为胰岛素分子错误折叠纤维化的过程的探针和抑制剂。运用Markov态模型对导致II型糖尿病的h IAPP蛋白质误折叠聚集进行了理论研究,找到了一些可能导致其聚集的重要的构象态,初步实验中也证实了AIE分子有可能作为h IAPP蛋白质聚集的分子探针和抑制剂。(3)发展一种利用不水溶的荧光探针和水凝胶体系定量检测纯水中F的新方法。合成了一个新的荧光探针N-(3-(benzo[d]thiazol-2-yl)-4-(tertbutyldiphenylsilyloxy)phenyl)acetamide(BTBPA),其与F作用后荧光颜色由蓝色变为绿色。这种方法可以在15 s内定量检测浓度低至饮用水标准级别的F,具有检测速度快,灵敏度高,选择性好等特点。而且该方法可使用非水溶性荧光探针,大大扩展了可用于离子检测的荧光分子应用范围。     

基于聚集诱导发光原理研究三苯胺醛-丙二腈复合物的电化学发光效应

基于聚集诱导发光（AIE）原理研究了三苯胺醛-丙二腈（MT）复合物的电化学发光（ECL）效应,成功合成MT复合物,研究其在水/二甲基亚砜（H₂O/DMSO）体系和牛血清蛋白（BSA）体系中的荧光增强效应.MT溶解于不同配比的H₂O/DMSO时,体系中的聚集效果也不同,随着水含量的增加,荧光效应逐步增强,ECL强度也逐步增强.同时,因为BSA本身具有疏水和亲水基团,当BSA与有机物混合时,疏水部分将复合物包裹在一起,限制其分子中基团的振动和转动,通过BSA体系进行聚集诱导能够观察到非常明显的荧光增强效应及ECL增强效应.文章结合聚集诱导效应和ECL,为ECL探针的研究提供了新的思路.     

基于Boc-D-丙氨酸的手性聚合物纳米颗粒的聚集诱导发光

研究氨基酸对聚合物手性和聚集诱导发光(AIE)性能的影响,利用自由基聚合制备了一种侧链含有联苯和Boc-D-丙氨酸的聚甲基丙烯酸酯。圆二色光谱(CD)结果表明该聚合物具有手性,并在四氢呋喃/水混合溶剂中表现出AIE特性。透射电镜结果表明这种聚合物在混合溶剂中形成了聚集体。同时,该聚合物还可以对盐酸和氢氧化钠溶液产生响应。该手性AIE聚合物纳米颗粒在生物成像和荧光探针等众多领域具有潜在的应用。     

一种三苯胺衍生物的合成及其聚集诱导发光性能

具有聚集诱导发光性能的材料具有广泛的应用,引起了越来越多的关注,通过Knoevenagel反应,设计并合成了一个新的含三苯胺供电子基的发光材料。在证实了合成产物的结构后,研究了化合物在不同溶剂中和固体状态下的光物理性质。结果表明,该化合物具有明显的聚集诱导发光性能,其在聚集状态尤其是在固体状态荧光明显增强。对化合物的聚集发光现象做了详细的研究并阐述了其可能存在的机理。     

具有不同构型和聚集诱导发光性质化合物的合成及性质

选择以喹啉腈为电子受体,咔唑、对羟基苯甲醛和香草醛为电子给体,烯烃和苯环为桥键,设计并合成了具有A-π-D构型的化合物L1和具有D-A-π-D构型的化合物L2.通过¹H NMR、¹³C NMR、ESI-MS和IR表征化合物的结构.采用紫外可见吸收光谱、荧光发射光谱和理论计算研究化合物L1和L2的光物理性质.结果表明,当含水量分别为50%和90%时,化合物L1和L2的荧光强度最强,呈现出聚集诱导发光性能.     

聚集诱导发光材料在生物成像、疾病诊断及治疗的应用

 聚集诱导发光（AIE）从2001年提出到现在,经历了迅猛的发展。研究AIE的发光机理、设计合成新型的AIE分子,应用到人类生活的各个领域中是当前的研究热点。在生物医学应用上,AIE分子相比于传统的结构平面刚性的荧光材料具有优势。根据AIE的发光机理--分子内运动受限,研究者设计出多种点亮型的AIE探针,它们可以在生物检测中提供更低的背景和更可靠的信号。同时,由于未结合检测物的AIE探针具有低背景,使用AIE探针的应用还具有无需洗涤步骤的优点,大大节省了操作时间及减少检测样品的损失。检测形成的AIE聚集体具有优异的光稳定性和抗光漂白性,可以实现长时间的追踪和监测。目前,AIE生物探针在生物分子检测、细胞器成像、细菌成像、细胞追踪、血管成像、体内肿瘤成像与治疗等方面已经取得了众多的成果。本文介绍了AIE的提出、AIE的工作机理,AIE生物探针的构建,总结了AIE探针在生物成像、疾病诊断及治疗等不同方面的应用。     

一种具有聚集诱导发光效应的咔唑基二苯乙烯发光材料的合成及其性能研究

以联苯乙烯为核心,两端利用 Wittig - Horner反应引入带长烷基链的咔唑基团,合成一种新的具有内外双层结构的星型化合物。通过对所合成化合物进行了化学结构的表征以及对产物的性能进行研究,表明该化合物具有高亮度荧光、良好的热稳定性,并且具有明显的聚集诱导发光性能(AIE),有望在OLED器件上得到应用.     

具有聚集诱导发光性能的四苯乙烯酰胺衍生物的合成与性能研究

文章将四苯乙烯基与己氧基苯通过酰胺键连接起来,合成了四苯乙烯酰胺衍生物。主要利用紫外-可见吸收光谱仪、荧光光谱仪、热重分析仪、示差扫描量热仪、扫描电镜、热台偏光显微镜等表征手段对该衍生物的光物理性能、热性能、聚集诱导发光性能和自组装行为进行了研究。研究结果表明,所合成的化合物在紫外光激发下发射强烈的蓝色荧光;其热失重温度达到359℃,显示出较高的热稳定性;化合物样品在熔融和冷却过程中均能观察到明显的液晶织构,说明其具有明显的液晶性;化合物分子在不同的溶剂组成中可自组装形成棒状或球状形貌不同的聚集体结构。     

银纳米团簇与吡啶羧酸自组装构筑的聚集诱导发光水凝胶

金属纳米团簇由几个至几百个金属原子组成,通常尺寸在1～10nm。其中,银纳米簇(Silver Nanoclusters,Ag NCs)具有合成方法简单、荧光发射波长可调等优点,已成为纳米簇领域里发展前景最好的材料之一。Ag NCs的聚集诱导发光(AIE)现象可以通过超分子策略将Ag NCs与不同类型的小分子材料相结合来实现。通过吡啶二羧酸(2,6-DPA)诱导原子精确的银(9)纳米团簇(Ag9-NCs)自组装,在多重非共价键作用下,构筑了具有AIE特性的水凝胶,其荧光寿命提高了～574倍,荧光寿命达到1.88μs。透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)的表征结果证明水凝胶由形状特殊的棱形纳米棒组成。红外光谱(FT-IR)和X射线衍射(XRD)的结果证明水凝胶形成的主要驱动力是氢键和π-π堆积作用。这项工作的开展扩展了原子精确纳米团簇自组装行为的研究,为新型纳米团簇AIE凝胶体系的构筑提供了新的研究思路。     

新型邻菲啰啉钌配合物的合成、聚集诱导发光性质及细胞成像

以邻菲啰啉为母体,设计合成了一种具有聚集诱导荧光增强(AIE)性质的钌配合物1,并利用核磁共振氢谱、质谱和红外对其结构进行了表征.通过紫外-可见吸收光谱、荧光光谱、细胞毒性及细胞成像等实验研究了配合物1的光学性质及其在细胞内的应用.结果表明：配合物1的荧光发射峰在600 nm,且具有明显的AIE性质,当水含量为80%时,其荧光强度增强约5.2倍;此外,配合物1的生物毒性较小,可应用于固定细胞中的细胞成像.     

聚集诱导的荧光增强体系研究进展

聚集诱导的荧光增强(AIEE) 现象是近几年备受关注的一个研究领域,文中纵观了该领域的进展,做了一个较为详尽的综述报道.具有该性质的体系主要包括多苯基取代的烯烃类、吡喃的衍生物以及二苯基二苯并环戊二烯类等.这种反常的聚集荧光增强现象多数是由于固态或聚集状态下分子内的自由旋转运动受到极大的抑制所引起的.对于具有AIEE性质化合物的结构-性质研究有利于寻找更有效的发光功能材料.     

辅酶Ⅰ诱导Cerasome聚集及乳酸脱氢酶对聚集的影响

用紫外可见分光光度计分别在500 nm和340 nm考察了由肽脂质—溴化N,N-二-十六烷基-Nα-6-三乙氧基硅基己酰基-L-甘氨酰胺（（EtO）3SiC3N＋C5Ala2C16）形成的阳离子脂质体——Cera-some,在还原型辅酶I（NADH）的作用下,以及在乳酸脱氢酶（LDH）和底物丙酮酸的存在下,其光密度（吸光度）随时间的变化。结果表明：随着NADH浓度的增加,Cerasome悬液的光密度（吸光度）明显增加,脂质体产生了聚集,但是聚集体不能被乳酸脱氢酶重新分散;而由溴化N,N-二-十六烷基-Nα-6-三甲胺基己酰基-L-丙氨酰胺（N＋C5Ala2C16）形成的阳离子脂质体聚集体,在乳酸脱氢酶的作用下,可以被重新分散。     

金属离子诱导人中心蛋白3的聚集

人中心蛋白3(Human centrin 3,HsCen3)是一种分子量比较小(约20 kD)的酸性、钙离子结合蛋白。在0.01 mol/L Hepes(N-2-Hydroxyethylpiperazine-N-2-ethanesulfonic acid)、pH 7.4和25℃条件下,本文通过荧光共振光散射方法研究了稀土离子(Lanthanide,Ln³⁺)、Ca²⁺诱导HsCen3聚集的热力学性质及离子强度、离子半径等因素对蛋白聚集的影响。结果表明Ln³⁺、Ca²⁺都可以诱导HsCen3形成聚集体,Ln³⁺对HsCen3的聚集效应明显强于Ca²⁺;在HsCen3形成聚集体过程中,其N-端结构域起主要作用、C-端结构域起次要作用;随着稀土离子半径减小,从La³⁺到Lu³⁺对HsCen3的聚集效应逐渐增强;疏水探针占据HsCen3蛋白疏水结构域后蛋白聚集程度减小,推测静电作用力以及疏水作用是促使HsCen3发生聚集...     

越聚集,越发光

正发光材料在各行各业应用广泛。但很多荧光材料只有在溶液中才能发光,荧光分子一旦聚集,荧光就会消失。我国科学家发现了一个与此相反的现象,分子越聚集,发出的荧光越强,称为聚集诱导发光。具有这种特性的新材料会有什么样的用途?随着科技的发展,发光材料的应用日益广泛。以荧光粉为代表的发光材料,是目前照明和显示技术的核心材料。例如,发光二极管(LED)     

一种基于咔唑和三苯胺的D-A-π-D构型化合物的设计及聚集诱导发光性质

以咔唑和三苯胺基团作为电子给体,酮基作为电子受体,碳碳双键作为π桥,设计合成了一种具有D-A-π-D构型的化合物L,通过核磁共振氢谱、碳谱、质谱和红外光谱对化合物L进行了表征。利用紫外可见吸收光谱和荧光发射光谱,并结合含时密度泛函（TD-DFT/B3LYP）理论,研究了化合物L在不同极性溶剂中的光物理性质及聚集诱导发光（AIE）性质,结果表明化合物L对极性较为敏感,当含水量为80%时化合物L的荧光强度达到最大值,约是纯乙醇的17.5倍,是一种典型的AIE分子。