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.     

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。     

基于四苯乙烯金属有机骨架材料的合成及其荧光传感应用

金属有机骨架是由金属离子或金属离子簇和有机配体通过自组装形成的具有多孔结构的特殊晶体材料,在储存气体与分离、不对称催化、化学传感等方面有着广阔的应用前景,其中具有聚集诱导发光效应的荧光MOFs材料更是引起了广泛的关注.文章对四苯乙烯基MOFs材料在离子识别、挥发性有机物检测、硝基芳族化合物识别和生物分子检测等领域的荧光传感应用进行了归纳和总结.     

振动诱导发光(VIE)分子材料的应用研究进展

二氢二苯并吩嗪类衍生物具有独特的振动诱导发光机制,该分子可在单波长激发的情况下呈现不同比率形式的红色与蓝色荧光,该荧光双发射特性已被广泛应用于多领域研究,如有机光电材料、比率式荧光探针及超分子凝胶等。本文对振动诱导发光材料的发光机理及其研究进展进行了综述,并对二氢二苯并吩嗪类衍生物在生物医学领域的应用潜力进行了展望。     

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。     

含有噻吩基团铕配合物Eu(DBM)3(PMS)的制备及其作为汞离子传感器的性质研究

稀土有机无机杂化物因为具有稀土离子强的荧光发射强度、长的荧光寿命、高的量子产率使其在传感材料方面得到了广泛的应用,对它的研究也日益受到关注.铕配合物就是一类优异的发光材料,而稀土配合物的发光性能和配体结构有很大关系,提高其发光性能的办法主要集中于分子设计.依据分子设计思想,将孔穴传输基团噻吩引入双齿含氮配体中,与铕配位形成一种三元配合物Eu(DBM)_3PMS.以红外元素分析加以表征,并研究了化合物的光物理性质,以及对汞离子的传感性能.含铕化合物的发光溶液对Hg~(2+)极为敏感,极少量的Hg~(2+)都会导致发光溶液的荧光猝灭,做到紫外灯下可视分辨,可作为一种潜在的光化学传感材料.     

有机共轭分子溶液的发光特性

由于有机发光材料的诸多优点和广泛用途,进一步探究有机共轭分子的发光机理、认识周围介质场与有机共轭分子以及不同有机共轭分子之间的能量传递,以便开拓出适合不同用途的各类新型发光材料成为研究热点.本文通过考察三种具有不同π电子数的有机共轭分子在不同溶液中的光谱特性,观察其激发光谱和发射光谱的变化情况,比较同一分子在不同溶液中的荧光量子产率,并通过对各类有机共轭分子溶液的光谱分析比较,以获得有机共轭分子的发光受溶剂影响以及同一溶液中不同有机共轭分子间发生非辐射共振能量转移的信息.     

稀土上转换发光材料研究进展

本文简要介绍了稀土上转换发光材料的研究进展,并对其作为生物分子荧光标记探针的应用进行了探讨。     

双分子荧光互补技术及其在蛋白互作研究中的应用

双分子荧光互补（bimolecula fluorescence complementation,BiFC）是近年新发展起来的在活细胞中研究蛋白质互作及其定位的新技术．该技术巧妙的将荧光蛋白切成不发光的两个片段,并与目的蛋白融合表达．如果目的蛋白相互作用,连接其上的荧光互补蛋白片段将会相互靠近并恢复荧光活性,从而实现了分子与细胞事件的可视化．BiFC既可以验证蛋白之间的互作、检测其互作强弱,还可以定位互作蛋白的位点．基于双分子荧光蛋白的应用已经越来越广泛,本文对双分子荧光互补技术的原理、应用现状、特点及其面临的问题进行了概述．     

一种新型含四苯乙烯荧光分子的合成与表征

通过四步有机反应合成了一种新型两端为二季铵盐,中间为四苯乙烯生色团的荧光分子S1.通过联用核磁氢谱和碳谱、质谱等分析手段精细地表征了产物的分子结构,并用荧光光谱仪系统研究了S1的聚集诱导发光性能.荧光研究结果显示,当S1的不良溶剂水的分率提高至90%时,其荧光量子产率从0.1增至近1.0,显示出了典型且优良的聚集诱导发光性能.     

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.     

热活化延迟荧光分子取代基位置对发光性质影响的理论研究

热活化延迟荧光(TADF)材料具有较高的激子利用率，在有机发光二极管(OLED)研究中备受关注.与蓝色和绿色TADF分子相比，红色TADF分子发光能隙窄，其激发态很容易以不发光的非辐射方式失活回到基态，因此，实验上很难获得发光效率较高的红色TADF材料.本文应用密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TD-DFT)方法，研究了互为异构体的T-DA-2和C-DA-2分子的电子吸收光谱、延迟荧光性质及光物理过程机制.结果表明，T-DA-2和C-DA-2分子的电子吸收谱主要来自基态到较高能级激发态的电子跃迁，并且其荧光发射遵循反-Kasha规则.和C-DA-2分子相比，异构体T-DA-2分子因其更小的内转换速率和更有效的反系间窜越过程而具有更好的荧光和延时荧光特性，表现出显著的取代基位置效应.     

田禾：与诺奖得主并肩创新

正"科技功臣"田禾带领研究团队长期从事有机功能分子材料的基础与应用研究,在分子机器与智能材料、染料敏化太阳能电池、振动诱导发光及其分子诊疗探针等领域均做出了卓有成效的研究成果。从国际上最早开展染料敏化太阳能电池研究,到国际首次利用荧光信号表征分子机器运动状态,从原创性提出振动诱导发光(VIE)新概念和新机制,再到开创动态共价键、非共价键及     

基于三联吡啶配体的发光超分子组装体

发光的金属配位超分子组装体具有丰富多样的光物理特性，被广泛应用于光电材料、生物传感、催化等领域，因此，发展新型发光配位超分子结构并实现其独特发光性质一直是该领域的研究热点。本综述全面总结了基于三联吡啶的配位超分子组装体在发光领域的最新进展，围绕这些已报道的二维和三维超分子结构的构筑策略，实现材料发光性质调控的手段（浓度、压力、温度等），以及在传感、发光器件、主客体包封等方面的应用进行了总结。     

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。     

中科院长春光机所研制出国际上橙红光波段最高荧光量子效率的碳纳米点

正近日,中科院长春光机所曲松楠研究员课题组研制出橙红光波段荧光量子效率高达46%的碳纳米点,为国际上最高值。该成果发表在国际材料类著名期刊《先进材料》。发光碳纳米点是近十年兴起的新型纳米发光材料,其无毒、发光性能好、生物相容性好、原料广泛等优点,引起国际上广泛的关注。该领域发展面临的瓶颈是缺少调控碳纳米点发光带隙的手段和增强其荧光量子效率的方法。目前,碳纳米点在蓝光和绿光波段已实现较为高效的发     

四苯乙烯基荧光探针的合成及对硝基爆炸物的检测

基于四苯乙烯的聚集诱导发光(AIE)性质,设计合成了一种可用于硝基爆炸物检测的荧光探针分子S1.采用核磁氢谱、碳谱和高分辨质谱对其结构进行表征后,以4-硝基苯酚为模型化合物,利用紫外可见分光光度计和荧光光谱仪对S1进行爆炸物检测,结果发现此荧光探针分子S1的检测极限可低达4.59μmol/L.     

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.     

咔唑基三苯乙烯衍生物的电化学聚合及其性能

对具有明显聚集诱导发光性能(AIE)的化合物4,4’-双(2,2’-双(4-(6-(9H-咔唑基)己氧基)苯基)乙烯基)联苯(p2bc6)以电化学聚合法制备了聚合物发光薄膜.该聚合薄膜的结构、光学性能和表面形貌通过红外光谱、紫外光谱(UV)、荧光光谱和原子力显微镜表征.结果表明:聚合前体通过分子中咔唑基团聚合形成聚合物薄膜;薄膜具有良好的发光性质;制得的电化学聚合薄膜表面平整,表面粗糙度可达到3 nm以下,有望作为发光材料应用于PLED器件中.     

含有3,5-二甲基苯基的吡啶基二氟硼化合物力致荧光变色性能研究

为了研究含有3,5-二甲基苯基化合物的力致荧光变色(MFC)性能,设计并合成了3种二氟硼化合物(3-BF₂、6-BF₂和3,6-BF₂),通过测定在不同极性有机溶剂中以及在四氢呋喃/水混合溶剂中的荧光发射光谱,探究了这3种化合物的分子内电荷转移(ICT)特性和聚集诱导发光(AIE)效应,并采用机械力刺激的方法测试其MFC性能。结果表明,这3种二氟硼化合物都具备聚集诱导发光性能,但只有6-BF₂显示出明显的分子内电荷转移特性和可逆的力致荧光变色行为。X-射线衍射(XRD)测试结果表明,在机械力刺激下,有序的晶相与无序的非晶相之间的相变转换是6-BF₂具有力致荧光变色性能的原因。