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  有機室溫磷光材料因其在智能防偽、生物成像、化學傳感、信息加密等領(lǐng)域的廣闊應(yīng)用前景，近年來已成為化學和材料科學領(lǐng)域的前沿課題之一。目前，科研人員通過共結(jié)晶、主客體摻雜等策略已經(jīng)在固體狀態(tài)下實現(xiàn)了純有機化合物的高效室溫磷光發(fā)射。然而，在溶液狀態(tài)下，特別是在水溶液狀態(tài)下，實現(xiàn)有機室溫磷光發(fā)射仍是一個巨大的挑戰(zhàn)，這是因為水中溶解的氧氣以及分子運動引起的非輻射躍遷會顯著猝滅三線態(tài)激子。近年來，關(guān)于水溶液中有機室溫磷光材料的報道不斷增加，但是仍然有限，相關(guān)研究也缺乏系統(tǒng)綜述。

  近日，復(fù)旦大學朱亮亮課題組綜述了水相有機室溫磷光的研究現(xiàn)狀，歸納評述了該領(lǐng)域近期的代表性研究成果，總結(jié)了開發(fā)水相有機室溫磷光的有效設(shè)計策略以及水相有機室溫磷光在生物成像和傳感方面的應(yīng)用。此外，對材料的設(shè)計和應(yīng)用提出了具體的觀點，同時也對該領(lǐng)域現(xiàn)存的挑戰(zhàn)和未來的發(fā)展進行了討論。

  作者總結(jié)了兩種實現(xiàn)水相室溫磷光的高效策略：磷光分子納米粒子化以及大環(huán)超分子自組裝。由于大多數(shù)有機分子在水溶液中很難溶解，其在水溶液中會自組裝形成納米粒子。對于磷光分子而言，重/雜原子的引入有效地促進了系間竄越，而其在水中形成納米粒子后又可以提供剛性的微環(huán)境，抑制分子非輻射躍遷，從而實現(xiàn)水溶液中的室溫磷光發(fā)射。此外，葫蘆脲等具有剛性結(jié)構(gòu)的大環(huán)主體分子在水溶液中可以與客體分子形成穩(wěn)定有序的組裝體，主客體分子之間的相互作用可以顯著限制客體分子振動，抑制非輻射躍遷并且避免氧猝滅效應(yīng)，從而實現(xiàn)高效的室溫磷光發(fā)射。

  作者緊接著介紹了水相有機室溫磷光在生物成像和傳感領(lǐng)域的應(yīng)用。有機室溫磷光材料因其低毒性、長壽命以及大的stokes位移等優(yōu)點，在生物成像領(lǐng)域具有極大地應(yīng)用前景。作者結(jié)合具體的文獻，介紹了在水溶液中具有室溫磷光發(fā)射的材料在細胞成像、時間分辨成像以及活體成像方面的應(yīng)用。此外，有機室溫磷光材料在傳感領(lǐng)域也具有廣闊的應(yīng)用前景。與熒光傳感器相比，磷光傳感具有大stokes位移、高靈敏度、高信噪比等優(yōu)勢。作者分別介紹了水相室溫磷光在氧氣檢測、抗生素檢測以及金屬離子檢測方面的具體應(yīng)用。

  全文信息：Hao Sun, Liangliang Zhu*, Achieving purely organic room temperature phosphorescence in aqueous solution,Aggregate 2022, DOI: 10.1002/agt2.253

  鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/agt2.253