Page 49 - 《精细化工》2023年第3期

第 3 期 尹 扩，等: 纯有机室温磷光材料的应用 ·505·

同样，为了实现纯有机室温磷光分子的近红外 13b 所示，将 Br-NpCzBF 2 纳米粒子（BrNPs）与 HeLa
激发，WANG 等 [40] 设计了一系列以二氟硼为电子受 培养 4 h 后，在 488 nm 激光和 820 nm 的飞秒脉冲激
体、咔唑为电子供体的二氟硼 β-二酮硼酸酯化合物 光的激发下（与其在 470 nm 激光和 820 nm 的飞秒脉冲
（H-NpCzBF 2 、Br-NpCzBF 2 、I-NpCzBF 2 ）（图 13a）， 激光的激发下波长和荧光强度相似），共聚焦显微镜
实现了近红外光和可见光激发的磷光。二聚体受体 分别观察到绿色（500~550 nm）和红色（570~620 nm）
和供体之间的分子内/分子间电荷转移使该磷光体系 的磷光图像（图 13c）。该项工作对构建可见光和近红
吸收波长红移到可见光区域。而经超声波处理后，该 外照射下的纯有机室温磷光以及在水相中的应用具
磷光体系制得的纳米颗粒表现出良好的水溶性。如图 有重要意义。

图 13 H-NpCzBF 2 、Br-NpCzBF 2 、I-NpCzBF 2 的结构式（a）；BrNPs 在 470 nm（黑线）和 820 nm（红线）的光致发光
发射光谱（b）；BrNPs 培养的 HeLa 细胞在激发波长分别为 488 nm（c、d）和 820 nm（f、g）下的共聚焦发光
图像及对应的明亮环境图像（e、h） [40]
Fig. 13 Molecular structures of compounds H-NpCzBF 2 , Br-NpCzBF 2 , and I-NpCzBF 2 (a); Photoluminescence emission
spectra of BrNPs excited at 470 nm (black line) and 820 nm (red line) (b); Confocal luminescence images of HeLa
cells incubated with BrNPs at excitation wavelengths of 488 nm (c, d) and 820 nm (f, g), and bright field images (e, h)
of corresponding to c and d as well as f and g [40]

4 传感检测 多大孔，允许氧分子扩散通过，导致高氧浓度下的
磷光猝灭。TBBU 掺杂的聚合物薄膜保留了其室温
纯有机室温磷光材料的发光过程是一个复杂的 磷光特性，在 365 nm 紫外激发下发射绿色磷光。随
光物理过程，受许多因素影响，如空气成分、pH 环 着空间氧气体积分数由 0 增至 21%，可以观察到，
境、温度等。纯有机室温磷光材料外界刺激快速响 薄膜颜色由紫蓝色转变为深蓝色，同时室温磷光寿
应性、高灵敏度、高选择性的特点使其在传感检测 命急剧衰减，且室温磷光寿命的倒数与氧气体积分
方面具有许多应用。 数呈线性正相关（图 14b），证明磷光与氧通过动态
纯有机室温磷光材料发光过程中需要经过从单 碰撞机制猝灭。且通过手机拍摄材料发射的磷光图
线态到三线态的跃迁，而产生的三线态分子在空气 像即可分析材料所处的环境氧气（图 14c、d）。基
中容易与氧气发生猝灭，使三线态保护成为纯有机 于此，研究人员将其应用于传感器，实现了氧气含量
室温磷光设计中重要的部分，而这一过程的逆运用 的快速检测，开发了一种简单、可靠的氧气检测方法。
能够实现基于磷光猝灭的光学传感。 近年来，基于非共价作用构建的可调节纯有机室
2019 年，ZHOU 等 [41] 报道了一种非常规的长寿 温磷光材料为特异性磷光传感设计提供了新的思路。
命纯有机室温磷光材料（TBBU）。如图 14a 所示， LONG 等 [42] 制备出一种氟氮双掺杂碳点（FNCDs）（图
该材料不含卤素原子、羰基或面对面的 π-π 堆积， 15a）。F 原子和 N 原子的引入在增强氢键相互作用的同
在真空环境下显示出高效（量子产率 13%）和长寿 时降低了最高占据分子轨道（HOMO）和最低未占据
命（350 ms）的磷光，通过构建电子供体（D）和电 分子轨道（LUMO）能级，促进三线态产生。如图 15
子受体（A）的不对称非共面 D-π-A 骨架，避免了 所示，在碱性和中性环境中，FNCDs 在 280 nm 紫外灯
分子间芳环的 π-π 堆积，同时在晶体结构保留了许 照射下能够表现出强烈且近 1.2 s 的长寿命绿色磷光。