基于AIE效应的内源性硫化氢荧光探针的研究进展

合理设计监测内源性硫化氢的荧光探针分子有助于充分了解其生理和病理功能.目前,在研的检测硫化氢的小分子荧光探针多存在聚集诱导猝灭效应,因此克服此缺陷的聚集诱导发光效应荧光探针的研究受到越来越多的关注.本文结合研究实践简要综述了近几年具有聚集诱导发光效应的化学反应型硫化氢活体成像荧光探针的研究进展及设计思想并进行展望,以期对该领域研究提供一些借鉴和思考.

具有聚集诱导发光效应的水溶性糖基荧光聚合物的制备及性能

首先以吡喃型D-甘露糖为原料,合成糖单体2-(2,3,4,6-四-O-乙酰-α-D-吡喃甘露糖)甲基丙烯酸乙酯,并通过可逆加成断裂链转移(RAFT)聚合法制备了含双硫酯片段的聚2-(2,3,4,6-四-O-乙酰-α-D-吡喃甘露糖)甲基丙烯酸乙酯(PAc Man EMA);再以PAc Man EMA和1,2-二苯基-1,2-二[4'-(2″,3″-环氧丙氧基)苯基]乙烯(TPE-2DGE)为原料,通过"一锅法"得到结构规整的A-B-A型聚糖(PAc Man EMA-TPE);最后脱去乙酰化保护得到水溶性荧光聚糖(PMan EMA-TPE),产率为90%.通过核磁共振谱、傅里叶红外光谱、凝胶渗透色谱、荧光光谱以及细胞毒性实验等表征手段对所制备的聚合物进行结构、性能以及生物毒性研究.实验结果表明,目标荧光聚糖PAc Man EMA-TPE和PMan EMA-TPE均表现出明显的聚集诱导发光效应,且PMan EMA-TPE表现出较低毒性或者无毒性,具有作为生物医学探针的潜能.

基于聚集诱导发光效应的高固低黏丙烯酸荧光树脂的制备及其性能研究

为了研制一种具有荧光功能特性的高固低黏羟基丙烯酸树脂。从聚集诱导发光效应(AIE)出发,将具有AIE性质的二对丙烯酸四苯乙烯酯荧光分子通过自由基共聚连接于聚合物链段。由于聚合物链段对荧光分子化学键固定以及聚合物链的包裹束缚作用,导致荧光分子运动受限,从而实现涂层在紫外灯下荧光发光。通过荧光光谱的实时跟踪,探索高固低黏羟基丙烯酸树脂的合成以及固化规律。此外,由于聚合物链段对外界刺激具有实时响应性,从而间接影响了所连接的荧光分子的荧光发光行为。因此,文中也探索了涂层在外界温度与化学气体的影响下所发生的荧光变化的规律,以探索其在功能涂层中应用的可行性。

具有聚集诱导发光效应的噁二唑类荧光化合物的合成与表征

1,3,4-噁二唑类衍生物具有较好的电子传输性能、高的光致发光效率、缺电子的性质和良好的电子接受能力,同时他们具有较高的化学和热稳定性,这些优点使其被广泛的研究并应用到有机发光二极管中。合成了1种基于噁二唑环的具有聚集诱导效应的化合物:对,对′-二[5-(4-丁氧基苯基)-1,3,4-噁二唑-2-基]二苯砜。研究了由丁氧基(供体)和砜基(受体)构成的1,3,4-噁二唑化合物在不同极性溶剂中的发光行为,通过TG分析研究了其热力学性能,结果表明目标化合物具有较好的发光性能和热稳定性,有望发展成为优良的电致发光材料。

基于聚集诱导发光机理的复合荧光乳胶的研究及其应用

传统的有机荧光分子由于聚集诱导猝灭效应,使其在固态或劣溶剂中荧光强度大幅度减弱,限制了其多方面的应用。本研究从聚集诱导发光机理出发,研究复合荧光乳胶的制备及其应用。利用荧光光谱的变化,系统研究影响复合荧光乳胶性能的各种因素,并研究其固化涂层对于不同气体的荧光响应性行为,以期在智能涂层中得到应用。

酰胺基多孔有机聚合物/玫瑰红改性光致抗菌棉织物

为解决光致抗菌织物上光敏剂(PS)聚集诱导引起的猝灭(ACQ)效应,通过在棉织物上原位合成一种含二苯甲酮结构的酰胺基多孔有机聚合物(POP-CF),并吸附孟加拉玫瑰红(RB),制备成抗菌棉织物(RB@POP-CF)。结果表明:POP-CF的BET比表面积为28.914 m2/g,孔径为3.407 nm;其对RB主要以物理吸附为主,最大吸附量为5.22 mg/g;RB在POP-CF孔中的分散吸附显著降低了ACQ效应,在模拟阳光照射下,二苯甲酮结构与RB分子协同高效地产生活性氧(ROS),达到4.18 mg/L;10 min内可杀死99.88%的大肠埃希菌和99.99%的金黄葡萄球菌。

荧光探针四苯基-1,3-丁二烯在四环素检测上的应用

抗生素具有抗菌活性强、成本低等优点,已广泛应用于生产生活中。然而,抗生素的滥用可能导致其在人体内或食物中的积累,造成公共卫生问题,如引起耳毒性、肾毒性、过敏反应和细菌耐药性。因此,选取具有灵敏度高、选择性好、制备简单、快速、可用于实际样品检测等优点的荧光检测技术,对提高食品安全性和合理用药具有重要意义。基于荧光技术在检测抗生素方面的应用,选取具有AIE效应的典型代表四苯基-1,3-丁二烯(TPB),其具有化学性能稳定、发光性能好、不受溶液条件限制等优点,将其制成荧光探针用来探究TPB的光化学性质及抗生素对其猝灭效应的影响。研究结果表明,TPB的最大激发波长为365 nm,最大发射波长为435 nm,TPB固体有很强的荧光特性;在365 nm的激发波长下,TPB的量子产率为51.9%;在水体积分数为80%时,TPB的荧光效果最佳;荧光探针TPB对四环素类抗生素具有较高的选择性和较强的抗干扰能力,即四环素类抗生素对TPB高度猝灭,满足荧光内滤效应的条件,而磺胺类和喹诺酮类抗生素对TPB猝灭效果不佳;体系荧光强度随着盐酸四环素浓度增加而降低,存在较强的相关性,线性回归方程为y=-1.338x+984.20,检出限为0.0427 mmol·L^(-1);在pH≤7时,猝灭效果较好;加入盐酸四环素溶液后,湖水、海水、牛奶体系荧光强度均明显减弱,可以通过荧光强度的变化间接反映四环素类抗生素溶液浓度的变化。通过抗生素猝灭TPB的探究,在环境和食品中抗生素残留量的检测具有重大意义,为人类治理食品和环境中残留的抗生素提供参考。

具有聚集诱导发光效应的诺蒎烷基β-二酮氟化硼络合物的合成及溶剂化显色效应的研究

以天然可再生资源β-蒎烯衍生物诺蒎酮为原料,合成了3个含有不同芳环体系的诺蒎烷基β-二酮氟化硼络合物2a^2c.在固体状态时,化合物2a^2c呈现不同的荧光颜色.化合物2b和2c具有显著的溶剂化显色效应,在不同极性溶剂中荧光颜色发生显著变化.此外,化合物2b和2c具有显著的聚集诱导发光(AIE)效应.将化合物2b和2c制作成电致发光器件I和II,器件I发出绿色光,而器件II发出黄色光.结果说明化合物2b和2c作为有机固体发光材料具有良好的应用前景.

二咔唑四苯乙烯多功能发光化合物的合成与性能

合成了一种新型的具有压致荧光变色效应的聚集诱导增强发光(PAIE)化合物二咔唑四苯乙烯;通过核磁共振、质谱和元素分析等手段对其进行了结构表征;利用紫外吸收光谱、荧光发射光谱、热分析和X射线衍射等手段研究了化合物的基本性能.实验结果表明,随着水含量的增加,该化合物溶液荧光强度增强了171倍,荧光量子产率提高了100倍,表现出明显的聚集诱导增强发光效应;在外界因素作用下该化合物固体样品可实现结晶态与无定形态的相互转变.结晶态的荧光发射波长为450 nm,无定形态为480 nm,相差30 nm,说明该化合物具有明显的压致荧光变色效应;将该化合物用于制备发光器件,未经优化的器件亮度达2438 cd/m2,电流效率为2.87 cd/A,流明效率为1.81 lm/W.该化合物是一种多功能材料.

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.

共聚物Poly(DMAEMA-co-TPE-a)的合成及pH敏感荧光多孔光纤制备

将甲基丙烯酸N,N-二甲氨乙酯(DMAEMA)和微量荧光单体4-丙烯酰氧基四苯乙烯(TPE-a)经自由基共聚合制备了共聚物Poly(DMAEMA-co-TPE-a)(PDT),并通过引入交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺(Bis)和致孔剂N,N-二甲基甲酰胺(DMF)制备了pH敏感荧光多孔光纤。采用FT-IR、~1 H-NMR、TG和SEM表征了产物的结构,研究了产物的荧光和pH响应性能。研究表明,共聚物PDT具有聚集诱导发光(AIE)效应,并具有较好的pH响应性能;当单体、交联剂和致孔剂的物质的量之比为60∶1∶40时,制备的pH敏感荧光多孔光纤具有较好的耐热性能、内部结构和pH响应性能。

二苯乙烯基双二甲基苯胺蓝色荧光化合物的合成及电致光谱的研究

以二溴二甲苯和间甲基二苯胺为起始原料,经过乌尔曼,威斯麦尔,Wittig-horner反应,最终生成目标产物二苯乙烯基双二甲基苯胺。并对该化合物进行了器件研究,结果发现该化合物是一类优良的蓝色荧光材料。

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.

机械致荧光变色材料的研究进展

综述了近年机械致荧光变色材料的国内外研究进展,主要包括四苯乙烯类衍生物、含咔唑基团的化合物、三苯胺官能化的衍生物和含吩噻嗪基团类化合物等。同时对机械致荧光变色材料今后的发展趋势进行了分析与展望。研制摩擦变色明显且室温下可快速恢复的MFC化合物以及设计合成具有较好水溶性的MFC化合物将是今后该领域发展的主要方向。

AIE型荧光探针在Fe^(3+)检测上的应用——仪器分析设计性实验教学探究

实验通过紫外吸收与荧光光谱法研究了AIE型荧光探针四苯基-1,3-丁二烯对Fe^(3+)检测的选择性和灵敏度,对仪器分析实验中的荧光光谱法进行了探究与改进,属于设计性实验。该实验具有条件简单温和、荧光现象明显、重复性好、可操作性强等特点。根据课程需要和学生层次,采用阶梯式、模块化方式设置了实验教学内容,旨在通过过程化学习,强化学生的基础实验操作能力及自主学习能力,使科研、教学、趣味三者相互融合。

四苯基乙烯及其衍生物的设计合成及发光性质研究进展

聚集诱导发光(Aggregation-Induced Emission,AIE)概念的提出对设计合成新型高效荧光材料提供了新的思路。目前为止,有大量具有AIE性质的小分子、聚合物以及超分子组装体被设计与制备出来,如含杂原子的化合物、MOFs等配合物、聚苯胺等通过共聚方法得到的高分子组装体等。在众多具有AIE特性的化合物中,四苯基乙烯(TPE)以其易于设计和修饰、具有刚性结构及可以构筑多孔材料等优势备受青睐。以四苯基乙烯(TPE)为构筑单元形成的发光材料在荧光传感、压致变色、电致发光、发光器件等方面也可以发挥巨大的功能。从化合物和配位聚合物两个方面总结了近年来四苯基乙烯及其衍生物(TPEs)的合成及在发光性质方面的研究进展,并对以四苯基乙烯模块构建的化合物的设计与应用给予展望。

一种荧光素衍生物的表征及活细胞荧光示踪应用

【目的】通过研究荧光素二叔丁基二甲基硅醚(FTBS)的聚集诱导发光效应,将FTBS用于活细胞的长期荧光示踪。【方法】采用荧光素与叔丁基二甲基氯硅烷发生亲核取代,合成荧光素二叔丁基二甲基硅醚;通过测试其荧光发射强度和粒子直径,首次证实其具有聚集诱导发光效应;通过对人宫颈癌细胞株HeLa的染色试验,确定细胞染色时间和浓度。【结果】通过细胞染色,证实FTBS是具有良好细胞通透性的荧光探针,实现基于FTBS的活细胞长期荧光示踪。【结论】基于FTBS的聚集诱导发光效应和良好的细胞通透性,可将其用于对癌细胞及分裂产生的子细胞进行长时间跟踪监测,对于标记癌细胞和监测癌细胞增殖具有一定意义。

星型苯并菲-三嗪多刺激响应盘状液晶:合成、性质与应用

盘状液晶作为有机光电功能材料具有学术研究价值和应用开发潜力.通过Suzuki偶联反应合成了星型1,3,5-三嗪-苯并菲盘状液晶TPPTn(n=6,8,12).化合物在溶液、薄膜与固体态都有良好的荧光发射,具有聚集诱导效应,有效克服了盘状分子聚集诱导荧光猝灭的弊端,烷氧链长度的改变对化合物溶液、薄膜或固体的荧光性质影响相对较小.重点研究的TPPT6呈现出由蓝到橙显著的溶致变色,绝对量子产率最高可达43%;TPPT6在有机溶剂中呈现出较传统分子的升温猝灭不同的随温度升高荧光增强的温度刺激响应;TPPT6还具有明显的酸碱刺激响应,核磁滴定证明质子化过程是导致酸致变色的关键;TPPTn系列化合物自组装呈矩形柱状中间相(Colrec),柱状相温度最宽达278℃,三氟乙酸通过对三嗪离子化可调控TPPT的介晶行为.此外, TPPT6可用于制备安全墨水以及绿光有机发光二极管.该系列化合物在液晶半导体、荧光传感、信息加密和有机发光二极管等领域具有潜在的应用价值.

氰基二苯乙烯桥联苯并菲二联体刺激响应盘状液晶:合成、性质与应用

通过经典的Knoevenagel和Suzuki偶联反应合成并表征了具有D-A结构的氰基二苯乙烯苯并菲类盘状液晶化合物PBTPA,并通过核磁共振氢谱(^(1)H NMR)、碳谱(^(13)C NMR)和高分辨质谱(HRMS)对其进行表征.PBTPA在溶液与薄膜态都有良好的荧光发射,表现出明显的聚集诱导发光增强效应,最大荧光强度比初始值提高了4.2倍,有效地克服了聚集诱导盘状分子猝灭的弊端.PBTPA在不同溶剂中表现出由蓝到橙明显的溶致变色,最大荧光量子产率高达74%,密度泛函理论计算发现PBTPA分子内存在明显的电荷转移.PBTPA具有研磨刺激响应,研磨前后荧光由黄色变为橙色,X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)证明该过程归因于晶型的转变.这一性质可以设计数据复写纸,并通过研磨和二氯甲烷蒸气熏蒸的方式实现数据重写纸的重复使用.PBTPA还有良好的液晶性,偏光显微镜(POM)织构呈现明显的扇形焦锥织构.随温度的变化表现出矩形柱状相,相变过程伴随着荧光的变化,这归因于粘度和聚集形式的变化.此外,PBTPA还有良好的电致发光性能,其制备的黄光有机发光二极管(OLED)管色纯度高达99%,光效可达16 lm/W.因此在液晶半导体、数据加工、OLED等领域具有良好的应用潜力.