纯有机室温磷光材料具有发射寿命长，斯托克斯位移大等优点，使其在有机发光二极管，信息加密与防伪，生物成像等领域具有广阔的应用前景。发展水相中的纯有机室温磷光系统对于探索磷光材料在生物领域的应用至关重要。从三线态到单线态的能量转移（TS-FRET）作为获得有效长寿命荧光发射的策略最近引起了广泛关注。然而，水相中级联磷光捕获系统的构筑仍然是一项艰巨的任务。
近日，南开大学刘育教授基于多价超分子自组装策略构筑了一种级联的高效纯有机室温磷光捕获系统，以苯酰亚胺的衍生物（G）作为磷光客体，将客体（G）与葫芦[7]脲和两亲杯芳烃（SC4AD）共组装形成G⊂CB[7]@SC4AD，以G⊂CB[7]@SC4AD为供体，磷光能量先转移到初级受体（RhB或DBT），然后再到次级能量受体（Cy5或NiB）。该体系通过延迟敏化的方式实现了具有长程效应的长寿命发光，特别是包含了近红外延迟发射（675 nm）。
图1：多价超分子级联室温磷光捕获系统。 图2：一级磷光捕获光谱表征结果。（a）组装体中加入RhB过程中延迟光谱变化。（b）组装体中加入DBT过程中延迟光谱变化。（c）组装体发射光谱和染料吸收光谱重叠图。（d）组装体在传能前后的寿命。 向组装体G⊂CB[7]@SC4AD中添加RhB，505 nm处的磷光强度逐渐减小，而在585nm处受体发射强度增加。寿命的缩短也印证了磷光能量从供体的三重态转移到受体的单重态。另一种初级受体DBT加入后，磷光光谱和寿命衰减曲线同样证实了磷光捕获过程的发生。 图3：G⊂CB[7]@SC4AD:RhB体系的二级磷光捕获光谱表征结果。（a）组装体中加入Cy5过程中延迟光谱变化。（b）组装体中加入NiB过程中延迟光谱变化。（c）G⊂CB[7]@SC4AD:DBT:Cy5在传能前后的寿命变化。（d）G⊂CB[7]@SC4AD:DBT:NiB在传能前后的寿命变化。 二级磷光能量传递通过分别加入Cy5，NiB到G⊂CB[7]@SC4AD:RhB体系中得以实现。同时，我们发现G⊂CB[7]@SC4AD:DBT系统同样可以通过引入次级受体（Cy5，NiB）实现二级磷光能量传递，证明了该组装体作为磷光捕获平台的普适性。 图4：细胞染色实验结果。 传能后的聚集体具有425 nm到800 nm的长程和长寿命的发光，以G⊂CB[7]@SC4AD:RhB：Cy5为例，进一步用作多色细胞标记的显色剂进行了A549细胞成像。该工作通过超分子多价自组装策略，构筑了级联的纯有机室温磷光捕获系统，为水相级联磷光能量传输系统的构建提供了一条普遍可行的途径，在材料科学和生物应用等领域具有广阔的应用前景。 论文信息： Ultrahigh Supramolecular Cascaded Room-Temperature Phosphorescence Capturing System Dr. Man Huo,Xian-Yin Dai,Prof. Dr. Yu Liu 文章的共同第一作者是南开大学博士生霍曼和代现银 Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202113577
