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JACS报道荧光活性金属配位大环设计合成与气相传感研究新进展
更新日期:2019-02-22  

薄膜基荧光传感器是继离子迁移谱之后,国际公认的有望替代嗅爆犬、缉毒犬和疾病诊断犬的新一代微痕量气相探测技术之一。而用于气相探测的薄膜基荧光传感器必须建立在高性能的荧光敏感薄膜材料之上。

陕西师范大学房喻教授研究组致力于荧光敏感薄膜材料的创制、传感薄膜的器件化以及薄膜器件的阵列化研究工作,发展了一系列荧光敏感薄膜材料。近两年来,房喻教授小组创造性地将非平面荧光单元引入薄膜结构,制备了一系列富含“分子通道”的荧光传感薄膜,实现了对多种有毒有害化学品的气相检测。在相关工作中,建立了利用薄膜表面的“毛细凝结效应”和“荧光单元的激发态微环境敏感性”设计制备高性能敏感薄膜材料的策略(Chem. Sci., 2018, 9, 1892-1901; Nature Commun., 2018, 9, 1695; ACS Appl. Mater. Interfaces, 2018, 10, 35647-35655; Anal. Chem., 2018, 90, 14088-14093; Chem. Commun., 2018, DOI: 10.1039/C8CC08399A)。

在这些工作的基础上,房喻教授小组与美国犹他大学的Peter J. Stang教授合作,借助其定向配位构筑超分子复合物的策略制备了一系列具有荧光活性的金属配位大环,大环的形成赋予了荧光单元一系列优异的性质:(1)与配体相比较,金属配位显著阻碍了具有大共轭结构的配体间的pi-pi聚集,极大的增加了配体溶解性;(2)通过连接臂替换可以大范围调控体系的荧光行为;(3)与配体相比较,硅胶板担载金属配位大环的荧光量子产率显著提高;(4)硅胶板担载金属配位大环薄膜的荧光性质对芳香胺的存在十分敏感,据此,发展了灵敏度高、响应速度快、回复时间短,且可长时间稳定使用的薄膜基芳香胺荧光气相传感器。

该工作Coordination-Driven Self-Assembled Metallacycles Incorporating Pyrene: Fluorescence Mutability, Tunability, and Aromatic Amine Sensing发表在130日出版的《美国化学会志》期刊上(J. Am. Chem. Soc., 2019, 141(4), 1757–1765, DOI: 10.1021/jacs.8b12749)。


(来源:陕西师范大学