北京师范大学化学学院
     
 
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龚汉元老师 J. Am. Chem. Soc. 文章介绍

发布时间: 2019-03-24  浏览次数:

激基复合物解聚发光:一种“开启”荧光以识别含氧阴离子的方法

作为自然界基本的组成成分,含氧酸式阴离子在环境科学、生命科学等领域当中都扮演着重要的角色,如硫酸氢根是酸雨的主要成分,是环境污染的重要检测对象;碳酸氢根是CO2在自然界中存在的重要形式;而磷酸氢根、焦磷酸根是生物体代谢过程中的重要产物,在生命科学研究中至关重要。因此对于它们的检测、富集、捕获都是目前阴离子传感器研究的热点。目前已报道许多开启荧光的化学传感器机理,如光电子转移(PET),激基复合物/激基缔合物,荧光共振能量转移(FRET),分子内电荷转移(ICT),激发态分子内/分子间质子转移(ESIPT)以及聚集诱导荧光增强(AIE)等。但是发现新型传感器机理,对设计和获得新型高效的阴离子感应器仍然十分重要。

近期,化学学院龚汉元教授课题组报道一种新的阴离子传感方法,即激基复合物解聚诱导荧光发射EDIE)。简而言之,在乙腈溶液中,新型大环传感器([1]1,4-(1H-咪唑基) )亚甲基苯[1](2,6-二胺-二吡啶)吡啶的六氟磷酸盐本身具有弱的荧光发射,在光照条件下形成无荧光发射的激基复合物,其再与含氧阴离子(如焦磷酸根、磷酸氢根等)结合形成具有强荧光发射的大环-阴离子复合物(0.020 mM时荧光增强即可达200倍)。这使得传感器对焦磷酸根和磷酸氢根的检测十分灵敏和有效,而传感器对碳酸氢根的响应弱了许多,对硫酸氢根和硝酸根的响应更弱,对卤素离子、叠氮酸根、硫氰酸根等不含氧的阴离子则毫无响应。更重要的是,大环传感器能在所检测的含有众多阴离子溶液中高选择性地识别焦磷酸根和磷酸酸根,这是传感器自身缔合以及其与阴离子竞争性结合综合作用的结果。X-射线单晶衍射结构分析也支持这一结论。

本工作的完成感谢美国得州大学奥斯汀分校Jonathan L. Sessler教授(上海大学特聘教授)的指导和帮助。相关研究工作得到了国家自然科学基金、973计划、中央高校基本科研基金、北京市教育委员会、北京国家分子科学实验室(BNLMS)和北京师范大学的财政支持,同时也感谢上海大学和罗伯特·A·韦尔奇基金会的支持和帮助。相关成果近期发表于《Journal of the American Chemical Society: (Excimer Disaggregation Enhanced Emission: A Fluorescence “Turn-On” Approach to Oxoanion Recognition, Jian Yang, Chao-Chen Dong, Xu-Lang Chen, Xin Sun, Jin-Yan Wei, Jun-Feng Xiang, Jonathan L. Sessler,* and Han-Yuan Gong*,  J. Am. Chem. Soc. DOI: 10.1021/jacs.8b09021)。北京师范大学是该工作第一单位;硕士生杨建是第一作者。

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