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。     

糖基聚集诱导发光材料的研究进展

聚集诱导发光材料具有优异的光学性质,在传感检测等领域具有广泛用途.由于大部分聚集诱导发光类荧光基团具有很强的疏水性,一定程度上限制了其应用范围.近五年,基于糖类分子结构多样和水溶性好的优势,我们课题组将多种糖类物质和聚集诱导发光分子偶联,制备出一系列糖基聚集诱导发光材料.该类材料有很好的水溶性和生物相容性,能够降低背景荧光和生物毒性.通过和目标检测物结合或者反应,实现了对多种生物活性分子的荧光检测和细胞成像.本文综述了近年来糖基聚集诱导发光材料领域的重要研究进展,以进一步拓展聚集诱导发光材料的应用领域,为生物活性物质功能监测和糖化学生物学的研究等提供有效的研究工具.     

聚合物聚集诱导发光体系及机理研究进展

聚集态诱导发光(AIE)现象自2001年被发现以来发展十分迅速,从早期的小分子体系逐渐发展到高分子聚合物体系。与传统的小分子相比,聚合物体系的AIE材料能够克服加工上的难题,为制备高效发光器件创造了良好条件。AIE机理随着体系的开发不断发展,其核心依然是分子聚集态变化导致的辐射跃迁渠道,每一种AIE现象的形成往往需要几个因素协同作用,机理的不断完善一方面很好地解释了现有的AIE现象,另一方面为开发出新的AIE体系奠定了理论基础。本文总结了几种在小分子基础上形成的聚合物AIE体系,并在现有的机理基础上介绍了几种较新的AIE机理。     

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.     

超分子聚集诱导发光材料的研究进展及展望

通过超分子自组装构建发光材料是超分子化学研究的重要领域之一.超分子自组装作为一种简单且高效的手段,可以将不同结构的分子通过非共价键作用力构建成具有精确结构和多功能的组装体,进一步赋予了超分子材料独特的物理特性.由于超分子发光材料中非共价键相互作用力具有动态且可逆的性质,因此使其具有对刺激物特异性识别和对微环境变化敏感的特点,从而被广泛应用于生物传感和成像、药物传递、化学传感、人工光收集系统、信息加密和光催化等领域.基于此,为了了解超分子发光材料的最新研究进展,主要按照氢键相互作用、π-π堆积和多种非共价键相互作用,较系统地阐述了最近四年超分子发光材料,从设计到制备再到应用的最新研究进展,并且进一步展望了其未来所面临的挑战.     

聚集诱导发光分子寡聚体研究进展

分子聚集行为与细胞内多种代谢过程息息相关,如细胞衰老过程中色斑形成,Aβ肽在阿尔茨海默病病人的脑中聚集行为等.定量化的研究分子聚集效应对于研究分子间的弱相互作用,分子聚集成核过程至关重要.目前,针对聚集效应初期分子寡聚体形成过程的研究仍然处于初期阶段.聚集诱导发光(aggregation-induced emission,AIE)为研究分子聚集行为提供了一种直观、便捷的策略.但是,由于聚集过程的难以精细控制,定量化描述聚集分子数目与发光行为的关系仍然是巨大的挑战.本综述对近期制备聚集诱导发光分子寡聚体的工作进行汇总.根据形成分子寡聚体的作用力的不同,将目前构建荧光分子寡聚体方法分为以下4类:化学成键作用、主客体相互作用、DNA限域作用和微纳空间限域作用.进一步地,还讨论了分子聚集体的发光行为.通过本综述,有望推动AIE分子寡聚体发光性质的量化研究并为研究分子聚集成核过程带来一定的启示.     

具有聚集诱导发光效应的咔唑基三苯乙烯衍生物单体及聚合物

合成了一类新的咔唑基三苯乙烯衍生物单体及其聚合物.利用示差扫描量热法(DSC)、热重分析法(TGA)、紫外可见分光光度法和荧光分光光度法等对单体和聚合物的性能进行了初步的表征.实验结果表明,该单体和聚合物具有较高的玻璃化转变温度(Tg),分别为210℃和229℃;单体和聚合物均具有很高的热稳定性,热失重5%的温度分别为466℃和467℃;单体具有明显的聚集诱导发光性能(AIE),而聚合物则具有聚集诱导增强发光性能(AIEE);所合成的单体和聚合物有望在OLED器件以及化学传感器上得到应用.     

聚集诱导发光

聚集诱导发光(AIE)是唐本忠院士于2001年提出的一个科学概念,是指一类在溶液中不发光或者发光微弱的分子聚集后发光显著增强的现象。高效固态发光的AIE材料有望从根本上解决有机发光材料面临的聚集导致发光猝灭难题,具有重大的实际应用价值。从分子内旋转受限到分子内运动受限,从聚集诱导发光到聚集体科学,AIE领域已经取得了许多原创性的成果。在本综述中,我们从AIE材料的分类、机理、概念衍生、性能、应用和挑战等方面讨论了AIE领域最近取得的显著进展。希望本综述能激发更多关于分子聚集体的研究,并推动材料、化学和生物医学等学科的进一步交叉融合和更大发展。     

压致变色聚集诱导发光材料

聚集诱导发光化合物分子具有特殊的螺旋桨形扭曲构象结构, 导致其很难在结晶状态下进行紧密堆砌, 使得其结晶结构容易在外力的作用发生改变, 致使其分子能级水平和发光光谱发生变化, 产生压致发光变色现象. 因此, 聚集诱导发光化合物是压致发光变色材料的一个重要来源. 压致变色聚集诱导发光材料是一类重要的压致发光变色材料, 其既具有压致发光变色的性能, 又具有聚集诱导发光的性能. 它是一类智能材料, 在应力传感、商标防伪和发光器件等领域具有重要的潜在应用, 近年来受到人们极大的关注. 本文分类介绍了近年来压致变色聚集诱导发光材料的研究进展.     

聚集诱导发光有机氟化合物的研究进展

聚集诱导发光(aggregation-induced emission, AIE)化合物因在生物和化学传感、发光材料、显示等领域具有重要价值而备受关注.作为一类重要的功能分子,有机氟化合物在化学和材料等领域被广泛研究.汇总了具有聚集诱导发光性质的有机氟化合物,并进行了分类讨论.AIE有机氟化合物包括氟代的四苯基乙烯(TPE)衍生物、二苯乙烯基蒽(DSA)衍生物、氰基二苯基乙烯衍生物和二苯乙烯基苯衍生物等常见的AIE化合物,也包括聚合物、碳硼烷簇合物和室温磷光化合物,还有其它一些含氟结构.AIE化合物氟代后,稳定性一般会提高,氟原子参与分子间相互作用,导致聚集态的结构发生改变,从而导致发光性质的改变,如发光增强、发光波长红移(蓝移)或发光量子效率及发光寿命提高等.最后,对AIE有机氟化合物的研究前景进行了展望.     

聚集诱导发光材料与纳米晶复合体系动力学新进展

正近期,中科院大连化物所吴凯丰研究员团队将聚集诱导发光分子(AIEgen)嫁接到纳米晶表面,并研究了这一复合体系的激发态动力学,发现这一复合体系中AIEgen的非辐射分子内运动可以得到有效抑制,这一普适性现象可用于构建各类多功能发光材料。相关工作发表于《物理化学快报》(Journal of Physical Chemistry Letters)上。传统的染料分子由于芳香环的π-π堆积通常表现出聚集诱导猝灭现象(ACQ),阻碍了这些染料     

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.     

基于蒽衍生高迁移率发光材料的研究进展

高迁移率发光有机半导体材料是实现有机发光场效应晶体管(OLETs)的重要材料,但其设计合成面临巨大挑战.本文综合评述了近年来高迁移率发光材料,特别是基于蒽的高迁移率发光材料的研究进展,重点介绍了目前报道的20余种基于蒽的高迁移率发光有机半导体材料,包括分子的设计策略、相关的光电性能及其在OLETs器件方面的应用研究,以便为进一步的相关研究提供有意义的指导和借鉴.本文还对该领域未来发展的挑战、发展方向及机遇进行了简单评述.     

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.     

四苯乙烯和三苯乙烯修饰的8-羟基喹啉聚集诱导发光特性研究

将2-甲基-8-羟基喹啉与四苯乙烯或三苯乙烯基团结合,合成了两种新型喹啉衍生物(4-Br-TPE-8HQ及TriPE-8HQ),并对其进行了光物理性能研究。结果发现,连接有四苯乙烯的喹啉衍生物能够体现聚集诱导发光(AIE)特性,而连接三苯乙烯的喹啉衍生物却显示温和的聚集诱导猝灭(ACQ)效应,实现了通过功能基团来调节目标分子聚集诱导效应的目的。研究发现,不同体系下分子的整体平面性有所不同,其中三苯乙烯修饰的衍生物在溶液中的荧光寿命(0.55 ns)高于固体荧光寿命(0.43 ns);循环伏安法证明两者具有良好的电化学稳定性,计算得到的4-Br-TPE-8HQ和TriPE-8HQ的LUMO能级分别为-2.40 eV和-2.43 eV,表明为两个化合物注入电子是可行的。     

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。     

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。     

聚集诱导发光体系:化合物种类、发光机制及其应用

聚集诱导发光(AIE)体系是近年来备受关注的一个研究领域,目前该领域已经积累了较为丰富的AIE化合物的分子设计理念和相应的对AIE机制的理解。AIE体系的研究为固态强发光材料特别是备受聚集发光猝灭难题困扰的有机电致发光材料提供了全新的分子设计思路。本文纵观该领域的研究进展,对AIE化合物种类、发光机制及其相关应用做出了较为详尽的综述报道。具有AIE性质的化合物主要包括多芳基取代的杂环化合物、多芳基乙烯类化合物、分子内电荷转移化合物、含有氢键的化合物、聚合物等。这些化合物的AIE发光机制也各有不同,包括分子内旋转受限、非辐射失活衰减受限、分子构象扭曲以避免形成激基缔合物以及利用特殊的分子堆积方式如J-聚集、交叉分子堆积、由分子间的C—H…π作用或特殊的氢键作用形成相应的发光聚集体等。基于其特殊的AIE性能,AIE化合物可广泛应用于化学传感、生物传感、生物标记、电致发光以及逻辑门器件等领域。     

聚集诱导发光材料与纳米晶复合体系动力学新进展北大核心CSCD

近期,中科院大连化物所吴凯丰研究员团队将聚集诱导发光分子(AIEgen)嫁接到纳米晶表面,并研究了这一复合体系的激发态动力学,发现这一复合体系中AIEgen的非辐射分子内运动可以得到有效抑制,这一普适性现象可用于构建各类多功能发光材料。相关工作发表于《物理化学快报》(Journal of Physical Chemistry Letters)上。传统的染料分子由于芳香环的π-π堆积通常表现出聚集诱导猝灭现象(ACQ),阻碍了这些染料分子在不良溶剂和固体发光器件中的广泛应用。AIEgen则刚好相反:在良溶剂中,各种分子内运动可耗散激发态能量,导致发光效率极低;在不良溶剂或者固态薄膜中,分子的团聚有效抑制了上述非辐射分子内运动,表现出强烈的发光行为。     

基于有机光致变色的聚集诱导发光分子的研究进展

近年来,有机聚集诱导发光(AIE)材料有效克服了传统荧光材料在固态或聚集态下荧光淬灭(ACQ)的主要缺陷,在生物探针、细胞成像、光学器件、防伪材料等方面得到了广泛研究与应用.但是,单功能的AIE材料往往满足不了科学技术发展和人们日益增长的物质生活需求.为拓展AIE材料的应用范围,多功能团组合的AIE分子的研究进一步成为...