复旦大学朱亮亮教授团队:在水溶液中实现纯有机分子的室温磷光发射

文摘   科学   2024-10-11 08:00   广东  

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文章信息



通讯作者:朱亮亮(复旦大学)

作者:孙浩,朱亮亮*


Keywords:

aqueous phase 

room temperature phosphorescence
bio-imaging
organic nanoparticles
sensors
supramolecular assembly

原文链接:

https://doi.org/10.1002/agt2.253

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文章简介


近年来,纯有机室温磷光材料因其低毒性、低成本、种类多样等优点吸引了越来越多研究者的兴趣。迄今为止,文献报道的高效的室温磷光材料大多是含有重金属原子的无机体系,与其相比,纯有机分子通常存在低系间窜越效率(ISC)以及弱自旋轨道耦 (SOC)等问题,这导致有机分子很难在室温条件下表现出有效的磷光发射。目前,国内外科研人员提出了H-聚集、共晶、n-π跃迁、主客体掺杂等设计策略,实现了有机分子在固体状态下的高效室温磷光发射。然而,由于氧气的淬灭效应以及显著的非辐射跃迁过程,实现有机分子在溶液态,特别是在水溶液状态下的室温磷光发射仍然面临着巨大的挑战。近年来,研究人员陆续报道了关于水相有机室温磷光的研究,但是相关的报道仍然较少,而且也没有相关的综述系统总结该领域的研究与发展现状。

图1. 水相有机室温磷光的设计策略及应用

本综述总结了实现有机分子水相室温磷光发射的有效设计策略并对其在生物成像以及传感领域的应用进行了详细介绍。文中首先提出了实现水相室温磷光需要满足的条件:有效的系间窜越以及抑制非辐射跃迁过程。并基于此总结出了解决该问题地总体策略:在有机分子中引入重原子或者杂原子以提高单线态→三线态的系间窜越效率,并且结合自组装等手段,在水溶液中构建刚性的环境,限制分子的振动和非辐射跃迁,避免淬灭效应地影响。其次,作者归纳总结了两种实现水相有机室温磷光发射的有效策略:磷光分子纳米粒子化以及大环超分子自组装,并结合具体的文献做了详细介绍。此外,作者总结了水相有机室温磷光在生物成像以及传感方面的应用,结合具体文献介绍了其在细胞成像、时间分辨成像、活体成像、氧气检测、抗生素检测以及金属离子检测方面的具体应用。最后,作者对水相有机室温磷光当前发展存在的挑战以及未来的发展前景进行了讨论。

以上综述论文以“Achieving purely organic room temperature phosphorescence in aqueous solution”为题发表于 Aggregate 期刊,论文第一作者为课题组博士后孙浩通讯作者为复旦大学朱亮亮研究员。


Aggregate 2023, 4, e253.)


通讯作者


朱亮亮,复旦大学研究员,博士生导师。入选第十二批国家海外高层次青年人才以及17年国家重点研发计划青年科学家项目研究骨干。担任《中国化学快报》第二届和第三青年编委会有机高分子材料专业委员会副主任、《中国科学:化学》第三届青年编委、以及国际期刊《Dyes and Pigments》编委。从事自组装发光材料的研究工作。迄今,发表SCI论文120余篇,其中以第一作者/通讯作者在PNAS、J. Am. Chem. Soc.、Angew Chem. Int. Ed.、Nat. Commun.、Adv. Mater.、Chem. Sci.等期刊上发表多篇研究论文,论文共被引用3500余次。


课题组链接:

http://zll.fudan.edu.cn/index.html

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