聚集诱导发光材料在聚合物制备及性能检测中的应用进展

聚集诱导发光(AIE)材料因其独特的发光性能,已在荧光检测、生物成像及有机发光器件等领域展现出较为广阔的应用前景。本文综述了AIE材料在监测聚合物制备过程(本体聚合、溶液聚合、乳液聚合及悬浮聚合过程等)中的应用,介绍了利用AIE分子的荧光信号响应检测聚合物玻璃化转变温度、粘度、相分离程度、分子量等物理性能的研究,为AIE材料在聚合过程可视化监测及聚合物荧光功能化领域的应用提供了参考。最后对AIE材料在高分子科学研究中的应用前景进行了展望。     

聚集诱导发光有机小分子无机纳米复合材料的研究进展

有机-无机复合荧光纳米材料制备简便,生物相容性好,成像性能优异,在化学和生物传感、生物成像、催化及能源材料等领域受到很多关注.传统的荧光有机小分子与无机材料复合时,常发生荧光猝灭,而聚集诱导发光(Aggregation-InducedEmission,AIE)有机小分子在聚集态具有高发光量子产率,为有机-无机复合荧光纳米材料的研究提供了机遇.由于AIE有机小分子功能化的无机纳米材料独特的优点,人们对其设计、合成及应用进行了较多研究.综述了AIE有机小分子和多种类型的无机纳米结构(金属纳米颗粒、钙钛矿材料、层状材料、氧化物、硫化物等)复合材料的制备和应用的新进展,特别是在化学和生物传感、生物成像、药物输运、光热治疗、催化以及能源等领域的应用,并对其发展前景进行了展望.     

二苯乙烯基蒽聚集诱导发光材料体系的研究进展

具有聚集诱导发光(AIE)性质的有机荧光分子由于其扭曲的分子构型,在聚集态或固态表现出显著增强的荧光发射,避免了传统有机荧光分子的浓度猝灭现象,因而在光电器件、生物传感等领域有着广泛的应用.本文着重介绍了具有AIE性质的二苯乙烯基蒽(DSA)衍生物及其在高效固态发光材料、刺激响应材料、生物成像和生物与化学传感等领域的研究进展.     

利用Reimer-Tiemann反应合成水杨醛缩肼聚集诱导发光分子的综合实验

聚集诱导发光(Aggregation-Induced Emission,AIE)分子是一类在聚集状态下表现出强烈荧光而在分散状态下荧光较弱甚至无荧光的分子。自2001年首例AIE分子被发现以来,各类新型AIE分子如雨后春笋般相继被开发出来,并在有机光电材料、荧光探针、生物成像等领域表现出非常广泛的应用。其中,水杨醛缩肼就是一类合成简单、荧光强度高的典型AIE分子。本论文介绍了利用Reimer-Tiemann反应合成水杨醛,并通过与水合肼反应进一步得到水杨醛缩肼AIE分子的方法。在本实验中,学生不但练习了经典Reimer-Tiemann反应的操作方法,同时也学习了水杨醛缩肼分子的AIE特性及其产生机理。结合拓展阅读,可使学生进一步了解AIE分子的应用。     

聚集诱导发光分子在公共安全领域中的应用

对于公共安全中存在的安全隐患及时检测和预防有助于保护公民的身体健康和财产安全。荧光检测技术以其优异的选择性、高的灵敏度、快的响应速度引起了广泛的研究。聚集诱导发光(AIE)材料作为一种与聚集导致发光猝灭(ACQ)材料截然相反的新兴有机荧光材料,实现了发光分子在固态或是聚集态下的高荧光量子产率。而独特的AIE特性,使其不必担心由于分子聚集导致的荧光信号的降低或猝灭,同时由于分子聚集程度的增加引起荧光颜色和强度的变化,可以被用来实现对靶标物的定性和定量分析,为荧光分析检测提供了新的思路和方案。目前基于AIE的荧光检测方法及相关技术已经被广泛应用各个领域,其中在公共安全领域的研究表现突出,并取得较高的研究成果。本文分析总结了近几年来AIE分子在公共安全领域中的应用进展,包括爆炸性物质、指纹识别、毒品检测、食品安全等方面,并对目前存在的问题和应用前景进行了总结和展望。     

取代基效应对喹啉腈AIE荧光性能的研究

吡喃腈(DCM)类化合物作为传统的荧光染料, 其本身具有聚集荧光淬灭(Aggregation caused quenching, ACQ)的现象. 通过对吡喃腈母体进行结构修饰, 合成了一类具有长波长、聚集诱导发光(Aggregation-induced emission, AIE)的喹啉腈(QM)衍生物, 该类化合物在良溶剂中呈现弱荧光, 但在聚集态和固态时荧光增强. 并进一步研究了取代基效应对这类AIE化合物荧光性能的影响, 卤素原子的引入使得聚集态荧光基本保持在561~571 nm之间, 但荧光量子效率变化很大, QM-Br的Φ_F值最大(13.9%), QM-F次之(8.7%), QM-I最小(3.4%). 给电子单元可与QM母体单元形成D-π-A结构, 其增强的推拉电子效应延长了聚集态波长, 同时能级带隙变窄. 取代基效应的研究有助于理解AIE化合物聚集微环境的变化, 为进一步发展近红外AIE荧光染料及其生物应用打下良好的基础.     

聚集诱导发光分子的光电功能与器件应用

光电功能分子通常以薄膜和聚集体的形式显示功能, 聚集诱导发光（AIE）分子体系的发现为解决固态下聚集诱导荧光猝灭（ACQ）难题提供了新的思路. 本文总结了近年来本课题组发展的一系列AIE 分子, 侧重介绍这些AIE 分子的光电功能与器件应用, 特别是在有机电致发光器件和有机激光方面的应用. AIE 材料显示非常高的电致发光效率, 在显示与白光器件方面潜力巨大. 在发展电泵有机激光方面, AIE 材料特点突出, 是最有前景的一类材料.     

聚集诱导发光高分子在光学诊疗应用中的研究进展

高分子因其优异的光学特性、良好的生物相容性和分子结构易于调控等优势,在光学诊疗领域表现出巨大应用潜力.然而,传统荧光分子的聚集导致荧光淬灭现象限制了其生物应用.聚集诱导发光(AIE)分子因其聚集态高效发光的优势而备受关注.本文从AIE高分子的构建出发,重点介绍了D-A型共轭聚合物的构建策略、构-效关系以及相对于小分子的性能和应用优势,并从生物成像、肿瘤诊疗和抗菌三个方面总结了AIE高分子在光学诊疗领域的最新研究进展.生物成像方面主要总结了NIR-Ⅱ区AIE高分子在深部组织高分辨率荧光成像中的应用;肿瘤诊疗方面主要介绍了AIE高分子在光动力治疗、光热治疗及联合治疗中的应用;以及介绍了AIE高分子在细菌感染光动力治疗中的应用.最后对AIE高分子在光学诊疗领域的未来发展前景进行了展望.     

具有聚集荧光增强效应的四苯基吡嗪类衍生物的制备和性能研究

聚集诱导发光(AIE)已经成为光物理和发光材料领域的研究热点.设计与合成新的AIE核心分子是该领域进一步发展的基础.在我们发展的、新的AIE核心分子四苯基吡嗪(TPP)的基础上,通过引入给电子的噻吩基团,设计合成了三个TPP的衍生物TPP-T、TPP-2T和T-TPP-T,并详细研究了三个分子的构效关系.结果表明三个分子均具有聚集荧光增强(AEE)效应,其粉末的最强发射峰分别位于418,437和436 nm处,属于蓝紫光和深蓝光发射,绝对荧光量子产率分别为26.8%,29.%和30.9%.结合其优异的热稳定性,这些TPP衍生物有望用于有机发光二极管(OLED)器件中的发光层.     

具有聚集诱导发光性质的近红外荧光染料

聚集诱导发光(AIE)现象的发现为解决传统有机荧光分子在高浓度和聚集形态下存在的荧光猝灭问题提供了最佳方案,并实现了在光电器件、化学传感、生物成像和靶向治疗等众多领域的广泛应用.随着对AIE 发光机理研究的不断深入,AIE 分子体系得到了极大的扩展.其中,一类具有给体-受体结构的AIE分子能够显著降低分子能隙,使发光分...     

聚集诱导发光：研究高分子科学的一种新方法

高分子科学在人类生活和现代社会中发挥了越来越重要的作用,深入理解高分子材料的构效关系及性能尤为重要.现代仪器表征手段受制于非原位、样品制备过程冗杂等因素,很难直接"看到"测试过程.荧光成像技术可以清楚地"看到"材料的结构及形态变化,受到广泛关注.但是,传统荧光分子易发生聚集导致发光淬灭现象,限制其应用.相反,聚集诱导发光(AIE)分子基于分子运动受限的发光机理,在聚集态具有强的发光信号,加之荧光量子效率高、对外界刺激灵敏等优点,现已成为化学和材料等领域的前沿.本专论从AIE的工作原理出发,较系统地总结了基于AIE独特的分子可视化技术如何成为原位研究高分子科学的新方法:监测聚合物的溶液性质,如聚合过程、溶度参数及构效关系等;监测聚合物的聚集体性质,如链段固态分子运动、玻璃化转变、相分离及结晶度等.最后对AIE技术在高分子科学领域的未来发展进行了展望.     

具有聚集诱导发光(AIE)性能的水杨醛希夫碱的合成与性能研究综合实验

介绍了一种基于水杨醛希夫碱结构的荧光分子的合成方法及其聚集诱导发光(Aggregation-Induced Emission,AIE)性能研究。本实验中,学生将掌握希夫碱类化合物的制备方法、荧光的基本原理和应用,并直观了解AIE现象和传统荧光分子聚集诱导淬灭(Aggregation-Caused Quenching,ACQ)现象的差别。结合课堂教学和拓展阅读,使学生进一步了解AIE分子的结构特点和设计思路。     

聚集诱导发光聚合物

聚集诱导发光(AIE)的研究已经成为化学和材料等领域的一个前沿.目前,AIE领域的研究重点主要集中于小分子方面,而具有良好成膜性和协同放大效应的AIE聚合物的研究仍有待进一步发展.其制备方法,构效关系以及相对于小分子的性能和应用独特性还有待进一步体现.该专论较系统性地总结了AIE聚合物的制备方法,介绍了AIE聚合物的构效关系及在传感和生物医药等领域的应用,并对AIE聚合物的未来发展进行了展望.     

结晶水调控聚集诱导发光

正聚集诱导发光(Aggregation-induced emission,AIE)现象在发光材料领域显示出巨大的应用价值和前景1,2。AIE分子荧光颜色的调控对于深入发展应用研究具有重要意义。一般而言,对包含AIE分子在内的发光物质荧光颜色的调控主要通过合成化学改变发光基团的取代基、共轭基团等来实现3,4。与此同时,科学家们也发现,AIE分子的发光与分子构象密切相关5,6。因为很多AIE分子具有螺旋桨式的空间结构,通过控制分子的构象能够调控不同基团之间的共轭程度,进而影响发光颜色。理论上讲,通过精确控制AIE分子的空间构象可以实现发光颜色的连续性变化。但迄今为止,人们还无法精确地控制这类分子的构象。     

四苯乙烯聚集诱导发光探针在生物成像和药物递送中的应用研究进展

基于聚集诱导发光(AIE)机制的生物传感器具有灵敏度高、高量子产率、便于合成等优点,所以具有AIE特性的有机小分子得到了科研工作者的广泛关注.随着对AIE分子结构和理论知识的深入认识,针对细胞或微生物结构特点设计合成的可与细胞或微生物特异性结合的有机荧光分子,可准确、便捷、有效地实现对细胞或微生物的成像和靶向药物递送,对扩展有机分子探针的生物应用具有重要的推动作用.本文将重点阐述近几年具有AIE特性的四苯乙烯衍生物荧光分子在细胞和微生物识别成像,靶向递送和抗菌性能方面的应用,为后续研究工作提供借鉴和指导.     

二苯乙烯基蒽衍生物:聚集诱导发光性质、机理及应用

与传统的发光分子相比,具有聚集诱导发光(AIE)性质的分子,在聚集态或固态条件下,由于独特的分子结构和聚集态结构,表现出显著增强的荧光发射,因而在光电器件、生物化学检测等领域展现出广阔的应用前景。本文总结了二苯乙烯基蒽(DSA)及其衍生物的AIE性质,分析了DSA类分子AIE现象的机理,如分子内转动受限、扭曲的分子结构及分子间聚集结构等,同时介绍了此类分子在固态发光、刺激-响应材料,以及生物检测和生物成像等方面的应用。     

聚集诱导发光机理研究

与传统荧光生色团聚集后导致荧光猝灭相反,有一类化合物在单分子状态下荧光微弱甚至观察不到荧光,而在聚集状态下荧光显著增强,这就是聚集诱导发光(AIE)现象。AIE现象独特的优越性使得众多研究组开发出越来越多的新AIE体系,其机理也被广泛而深入地研究。本文总结了目前为止已经提出的AIE机理,包括分子内旋转受限、分子内共平面、抑制光物理过程或光化学反应、非紧密堆积、形成J-聚集体以及形成特殊激基缔合物等;着重评述了目前研究最为全面、适用范围最广的分子内旋转受限机理。同时介绍了一些基于这些机理设计的新AIE体系。     

固液态均荧光发射的四苯乙烯基衍生物的合成

为了打破传统荧光材料的聚集荧光淬灭(ACQ)的应用限制,通过共价键连接聚集诱导发光(AIE)分子与平面ACQ分子,可以构建在溶液中和固态下都具有荧光发射特性的化合物。分别通过多步反应合成了带有烷基硫醚的萘酰亚胺衍生物3和连接炔吡啶的四苯乙烯衍生物7。化合物3和化合物7通过酰胺缩合,合成了一种四苯乙烯-萘酰亚胺二联体化合物8,化合物8兼具ACQ和AIE分子的特性。结果表明：溶液状态下化合物8具有蓝色荧光发射,其最大发射峰位于452 nm,固态下为黄绿色荧光,最大发射峰位于487 nm。利用三氟乙酸对其荧光进行调控能够实现CIE色坐标为(0.33, 0.32)的单分子白光发射。     

聚集诱导发光应用研究进展

传统的荧光化合物在聚集态时,会导致荧光猝灭;而聚集诱导发光(AIE)化合物在溶液中单分子状态时呈现弱的荧光,但当形成聚集态时发出强的荧光,这是由于分子内旋转受阻(RIR)和聚集形态的改变所致.综述了2008年以来聚集诱导发光最新应用研究进展,如用以检测离子、气体、有机小分子、爆炸物、蛋白、酶等化学/生物传感器;向传统的聚集引起猝灭化合物引入AIE单元,制备高效固态发光器件等;通过压力、热、溶剂蒸汽等调控聚集态,构建可逆的刺激性多重响应材料;发展与生物体具有良好兼容性的聚集体杂化纳米颗粒(如荧光硅纳米颗粒、聚合物胶束、电解质等),以用于生物体内成像、结构解析及检测等.     

基于AIE效应的多重刺激响应性聚合物纳米微球的制备及其细胞示踪应用

基于AIE分子和智能响应性聚合物构筑的纳米材料,具有优良的AIE发光性能、环境刺激响应性和生物相容性,已在生命科学领域展现出诱人的应用前景. 本研究通过ATRP活性聚合方法, 以合成的TPE-BIB为引发剂, 引发具有多刺激响应特性的N-[2-(二乙氨基)-乙基]丙烯酰胺单体聚合, 成功制备具有温度/pH/CO₂三重响应性的两亲性聚合物: TPE-g-PDEAEAM, 并自组装形成约200 nm的纳米微球. 研究表明: 这种聚合物纳米粒子具有优良的水溶性、单分散性、稳定性及优异的AIE发光特性. 其相转变温度为60 ℃, 溶液荧光对环境温度、pH及CO₂均表现出快速敏感响应性能. 同时, 该纳米粒子表现出低细胞毒性, 能够有效示踪HeLa细胞增殖至11代以上, 有望作为一种活细胞荧光示踪探针材料.