兼具聚集诱导发光和激发态分子内质子转移特性的有机小分子发光体

有机小分子聚集诱导发光体系的聚集态受到光激发后,由于分子内运动受限,激发态能量以辐射衰减途径回到基态的比例增加,从而增强聚集态发光。聚集诱导发光的提出克服了传统有机发光分子的聚集引起发光淬灭的缺陷,具有聚集诱导发光特性的材料在有机发光二极管、有机激光、生物医学治疗诊断等方面全面发力,得到广泛关注。具有激发态分子内质子转移特性的材料其发光一般都有较大的斯托克斯位移,可避免激发光谱和发射光谱的重叠,从而改善材料发光性能和提高荧光探针的灵敏性。兼具聚集诱导发光和激发态分子内质子转移的有机小分子结合了两者的优点,呈现出更优异的固态发光性能。本文主要从结构分类、光电性质和应用等几个方面介绍关于该类分子的最近研究成果。

基于激发态分子内质子转移的新型聚集诱导荧光探针用于硫化氢的检测及细胞成像

该文使用4-乙酰氨基苯甲醛和碳酸肼一步法合成了一种具有聚集诱导荧光(AIE)特性的高效新型荧光探针1。通过荧光发射光谱、紫外光谱、粒度粒径分析、扫描电子显微镜和DFT理论计算讨论了探针1的AIE特性,证明了探针的发光机理是激发态分子内质子转移(ESIPT)效应。探针1在DMSO-H_(2)O(1∶9,体积比),p H 7.4(PBS,0.2 mol/L)体系中可定量检测0~25μmol/L范围内的H_(2)S,检出限为0.27μmol/L。此外,探针1不仅成功用于实际样品中H_(2)S的检测,还可应用于活He La细胞中外源性H_(2)S的荧光成像。并将其用于构建超灵敏逻辑门。利用探针1制备的简单便携经济的检测试纸,能够实时有效地视觉检测H_(2)S。该研究有望为各种生理过程和食品样品中H_(2)S的检测提供可靠有效的新思路与新方法。

一种基于“聚集诱导发光+激发态分子内质子转移”机制的苯并噻唑衍生物荧光探针及其对次氯酸根的识别

合成了一种基于苯并噻唑衍生物的荧光探针(Z)-O-(2-(苯并[d]噻唑-2-基)-4-(2-氰基-2-(4-氰基苯基)乙烯基)-6-甲基苯基)二甲基硫代氨基甲酸酯(HBTY-N),探针在Tris溶液(p H=7)中能够通过荧光“Off-On”变化,高选择性识别Cl O^(-).向该探针中加入ClO-后溶液由无荧光变为橙红色荧光,斯托克位移为235nm,且识别响应快速.探针HBTY-N对ClO-的检测限为2.127×10^(-7 )mol/L, pH适用范围为1~10,并且有较强的抗干扰能力.机理研究表明,在ClO-的作用下,探针通过“氧化去保护”机制释放出具有“聚集诱导发光+激发态分子内质子转移(AIE+ESIPT)”性质的荧光团(Z)-4-(2-(3-(苯并[d]噻唑-2-基)-4-羟基-5-甲基苯基)-1-氰基乙烯基)苄腈(HBTY),量子产率由0变为42.88%.此外,探针HBTY-N可对活细胞中ClO-进行荧光成像,且对细胞毒性低,还可用于实际水样中的ClO^(-)检测,具有潜在的应用价值.

聚集诱导发光(AIE)和激发态分子内质子转移(ESIPT)结构融合的反应型荧光探针的研究进展

兼具激发态分子内质子转移(ESIPT)和聚集诱导发光(AIE)性质的反应型荧光探针,因其具有较好的生物相容性、良好的传感性能、较大的斯托克斯位移以及较高的荧光量子效率等优点,在近几年来被广泛应用于检测各种阴离子、金属阳离子和生物分子中.简要总结了结构简单,既是AIE结构模块又是ESIPT结构模块的苯并噻唑、水杨醛席夫碱、肼二腙、查尔酮荧光团等反应型荧光探针的研究进展,并对相关研究进行了总结和展望.

具有AIE和ESIPT双重性质的荧光分子的合成及光物理性质初探

化学实验训练是化学专业教学中不可或缺的一环,但陈旧的实验方案在一定程度上限制了学生的探索和创新精神。本实验方案深入结合科学前沿的热门领域,利用羰基的亲核加成反应,制备了一种具有聚集诱导发光(AIE)和激发态分子内质子转移(ESIPT)性质的荧光小分子。实验研究了该分子的基本光物理性质及酸碱刺激响应能力。整个反应过程不使用有毒或危险性试剂,反应物只需在乙醇中回流0.5 h即可完成,充分体现绿色有机合成的策略。实验过程紧凑有序,现象明显且荧光色彩变化丰富,能够更好地激发学生的实验热情。同时,本实验充分融合了有机合成基本操作及核磁共振、红外光谱、紫外可见吸收光谱、荧光光谱等多种现代分析和表征方法,是一个直观有效的开放性实验,可有效提升学生的专业综合素质、培养学生的创新性研究能力。

基于AIE+ESIPT原理的荧光纳米探针构建及其在环境水中硫化氢的检测研究

环境水中有机物厌氧腐烂产生的硫化氢(H_(2)S)是一种剧毒的气体,严重威胁人体健康。因此设计一种高效的用于检测环境水中H_(2)S的方法尤为重要。基于此,本文基于聚集诱导发光(AIE)和激发态分子内质子转移(ESIPT)原理,构建了一种“关-开”型的H_(2)S荧光纳米探针(NP-1)。实验结果表明,NP-1具有较好的水分散性、选择性好、检测限低(-38 nM)、线性范围广(0-40μM)等优点。此外,NP-1被成功应用于环境水中H_(2)S的荧光检测。

一种具有AIE+ESIPT双重属性的席夫碱类荧光探针的合成及在铜离子检测中的应用

设计合成了一种具有聚集诱导发光(AIE)和激发态分子内质子转移(ESIPT)双重属性的席夫碱类荧光探针1。该探针在聚集态下发橙色荧光并表现出较大的斯托克斯(Stokes)位移。实验结果表明,探针1对Cu^(2+)有较高的选择性和灵敏度,检测限为95 nmol/L。Job’s plot曲线分析和质谱结果表明,探针1和Cu^(2+)结合形成1∶1的配合物,阻断了分子原有的ESIPT过程,最终导致荧光淬灭。该探针可用于实际水样中Cu^(2+)的检测。