针对这一问题，河北工业大学李志强和南开大学刘育课题组合作，报道了4-(4-溴苯基)-吡啶羧酸 (BPBA) 和CB[8]包合物晶体中的水相RTP增强。该主客体包合物通过荧光和磷光双信号输出实现了对水中合成毒品模拟物 (苯乙胺，PEA) 的比率检测 (图1)。这一研究表明，大环限域的RTP材料作为苯乙胺类毒品传感器具有巨大的潜力，必将拓宽RTP的应用范围。
图1. 晶态主客体RTP材料的构建及其对苯乙胺的比率检测示意图。
BPBA和CB[8]在水中自组装形成1:2的主客体包合物 (图2)。客体分子的紧密堆积和疏水CB[8]空腔的约束协同抑制客体的分子运动，阻止水中淬灭剂的三重态激子，从而成功诱导出水相RTP发射 (图3)。
图2. BPBA和CB[8]在水中的主客体组装行为。
而主客体晶体提供了一个更加刚性的微环境，其中充满了弱相互作用，包括氢键、卤素键和强离子偶极子相互作用，有效地促进了ISC过程，抑制了客体分子的非辐射跃迁，从而显著提高了RTP效率 (图4)。结果表明，与可溶性BPBA⸦CB[8]包合物相比，(BPBA)2·CB[8]晶体的RTP寿命从0.342 ms延长到3.21 ms，RTP量子产率从1.60%提高到16.29%，为大环限域的RTP材料建立了新的基准 (图5)。
图4. (BPBA)2·CB[8]的单晶结构。
图5. (BPBA)2·CB[8]晶体的光致发光行为。
特别是，所获得的晶态主客体包合物对PEA具有高灵敏度和优异选择性的荧光-磷光比率检测行为，检出限为27.5 nM (图6)。最后，将该荧光-磷光比率传感器负载在侧流免疫层析 (LFIA) 试纸上，用于现场视觉检测苯乙胺。机理研究表明，PEA和CB[8]具有更强的结合能力，促使(BPBA)2·CB[8]解离，导致RTP的猝灭和荧光的恢复 (图7)。
图7. 检测机理
相关成果发表在Sci. China Chem.上。论文的第一作者为河北工业大学博士研究生牛庆玉和福建师范大学叶应祥研究员，论文通讯作者为河北工业大学李志强教授和南开大学刘育教授。此研究工作得到了国家自然科学基金 (22171069、21871075) 和天津市自然科学基金 (23JCYBJC00800) 的支持。
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