中大潘梅,湖大方煜,福师大张亮亮Angew:通过连接体安装增强互穿四苯乙烯金属有机骨架 (TPE-MOF) 的单/双光子激发荧光

文摘   2025-01-30 18:42   江西  

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原文链接:10.1002/anie.202420912

将有机发色团固定在金属有机骨架 (MOFs) 的刚性框架内,可以有效抑制分子运动,从而增强荧光。然而,MOF 固有的大量间隙和自由体积可能会削弱光致发光效率,因为它们会部分限制分子内动力学。

在本研究中,中山大学潘梅,湖南大学方煜,福建师范大学张亮亮团队通过将连接体加入互穿四苯乙烯基 MOF (TPE-MOF) 中,实现了单光子和双光子激发荧光的优化。这种连接体安装策略可以对晶体堆积密度和配体构象进行微调。令人惊讶的是,脱溶剂的 MOF 表现出显著的双光子吸收 (TPA) 截面,达到了令人印象深刻的 8801 GM。因此,这些材料在 HepG2 细胞的单光子和双光子激发细胞成像中表现出色。我们的工作引入了一种增强双光子激发荧光 (TPEF) 的创新方法,并将研究范围扩大到单光子和双光子激发荧光 (1/2 PEF)相关研究成果发表于《Angew. Chem. Int. Ed.》上

图文解析

方案 1. 提高 MOF 光致发光性能的不同方法。(a) 通过构建互穿 MOF 增强光致发光。(b) 通过外部刺激(热、压力)调节 MOF 的发光。(c) 使用不对称配体优化 MOF 中的激发荧光。(d) 通过连接体安装和热激活增强互穿 TPE-MOF 的荧光。

1. (a) SIFE-5 的晶体结构。(b) 安装连接子后 SIFE-5 SIFE-6 SIFE-7 的结构和拓扑转变。

2. (a) SIFE-5SIFE-5aSIFE-6SIFE-6aSIFE-7 SIFE-7a 的模拟和实验 PXRD 图案。(b) SIFE-5(c) SIFE-6 (d) SIFE-7 的原位变温 PXRD 图案。(e) SIFE-6 SIFE-7 PXRD 图案浸入不同 pH 值的水溶液中。(f) SIFE-5SIFE-6 SIFE-7 77 K 下的 N2 吸附等温线。

3. SIFE-5SIFE-6SIFE-7SIFE-5aSIFE-6aSIFE-7a(a)单光子激发荧光光谱和(b)对应的CIE色度坐标图,(c)SIFE-5SIFE-6SIFE-7SIFE-5aSIFE-6aSIFE-7a在室温下的PLQY(d)SIFE-5SIFE-6SIFE-7SIFE-5aSIFE-6aSIFE-7a的双光子激发荧光光谱,(e)SIFE-5SIFE-6SIFE7SIFE-5aSIFE-6aSIFE-7a2PEF(f)2PA截面。

4. (a)配体H4LSIFE-5SIFE-6SIFE-7在游离态和结晶态的激发过程对应的前线分子轨道。(b)结晶态的H4LSIFE-5SIFE-6SIFE-7的能级图。(c)SIFE-5SIFE-6SIFE-7H4L的不同构象。(d)SIFE-6中连接体安装诱导和溶剂释放诱导荧光参数调节的1PEF2PEF的可能机理示意图。

5. (a)水平扫描读取方式及解码过程的单光子紫外灯激发加密和双光子红外激光激发解密示意图及照片。对照样品(左)、对照与SIFE-7混合样品(中)、纯SIFE-7(右)在太阳光(b)、单光子激发(c)及双光子激发(d)下呈现的“CHEMISTRY”字样。(e)信息加解密、防伪、磷光信息处理系统等应用。

6. 用原始 MOFs 和去溶剂化 MOFs 处理的 HepG2 细胞的单光子、双光子显微镜、明视野、合并图像和相对荧光强度。

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