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用于生物成像的Eu正树侄女3+配合物的自组装诱导发光

化学 2022-07-27 00:02:11

中国科学出版社 信用:CC0公共领域 稀土配合物独特的性质,包括配体敏化的能量转移、类指纹发射和长寿命发射,使其成为许多应用的有前途的材料,如光学编码、发光成像/传感和时间分辨发光检测

特别地,在体外和体内成像中使用稀土发光材料可以容易地消除生物体的自发荧光和来自背景荧光的任何干扰

然而,大多数稀土配合物在水溶液中的溶解性和稳定性较差,其发光容易被附近的X-H (X = O,N,C)振子猝灭,限制了其在水溶液和生物成像中的进一步应用

因此,提高发光性能和分散性已成为扩大稀土配合物应用的关键问题

到目前为止,提高稀土配合物的发光强度,如增加结构刚性、调整配位数、用碳氟键取代配体碳氢键、改变取代基的给电子或吸电子特性等,已经做了大量的工作

近年来,组装诱导发光材料,如室温磷光材料和聚集诱导发光材料已成为研究热点

与这些发光材料相比,稀土配合物具有相对复杂的敏化发光机制

在稀土配合物的敏化过程中,从配体的激发态到稀土离子激发态的能量转移是发射的主要原因

因此,增加系统间跃迁到配体三重激发态的可能性,减少非辐射衰变,将有利于稀土配合物的发光

最近的研究表明,超分子组装可以通过非共价分子间作用力构建高度水分散的纳米结构,这将使稀土配合物在更多领域得到应用

然而,很难通过简单地将稀土配合物分散到基质中来预测组装和控制粒度分布

众所周知,由分子间力驱动的自组装,如疏水-疏水、氢键和芳香π - π堆积,具有高度的定向性和可预测性,是合成具有精确尺寸和形状的纳米结构的有力策略

同时,这种分子间相互作用力可以改变分子间距离,限制配体分子的旋转,调节配体向中心稀土离子的能量转移

在这里,提出了一种新的策略来获得具有自组装诱导发光特性的尺寸可控的Eu3+复合纳米粒子(Eu-NPs),而无需封装或杂交

含咔唑衍生物配体的两亲性Eu3+配合物具有高π-π共轭电子结构,在水溶液中能自组装成水分散性好、粒径可控的Eu-NPs

研究人员设想,调整配体的分子极性,将稀土配合物从有机相转移到水相,可以使稀土配合物组装成具有良好水分散性的纳米粒子

通过研究水溶液中发光寿命和量子产率的变化,他们发现自组装可以有效地屏蔽发光中心的水分子,从而降低水分子对氢键振动的猝灭效应

当分子自组装在一起时,它们会相互约束,分子内部的运动受到限制

这将极大地限制Eu3+配合物的分子内旋转或振动,从而导致在含水条件下发光的增强

此外,该系统可用于生物成像应用,通过稳态荧光和时间分辨分析检测温度和氯化氢

从这个意义上说,本文提出的自组装稀土配合物体系的SAIL活性为稀土光转换系统的发展及其在生物成像和治疗应用中的集成带来了趋势

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