本发明专利技术公开了一种大浓度范围内均可被激发产生高效稀土发光的稀土配合物，其结构式为[L1-Ln-L2]，其中Ln为稀土离子，L1为具有集聚诱导荧光增强效应(AIE)的官能团，L2为具有集聚诱导荧光增强效应的官能团或具有集聚诱导荧光淬灭效应(ACQ)的发色团。浓度≤10-5M时，L2作为主要光敏剂点亮稀土发光，当浓度在10-4M～10-3M之间时，L1和L2同时作为光敏剂，当浓度高于10-3M时，L1作为唯一能量给体敏化稀土发光。该类物质可实现同一分子中不同类型敏化剂在不同浓度下逐步激发获得高效稀土离子发光的效果，同时还可通过最大激发波长实时监测获得该体系中的溶液浓度。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种大浓度范围内均可被激发产生高效稀土发光的稀土配合物，其结构式为，其中Ln为稀土离子，L1为具有集聚诱导荧光增强效应(AIE)的官能团，L2为具有集聚诱导荧光增强效应的官能团或具有集聚诱导荧光淬灭效应(ACQ)的发色团。浓度≤10-5M时，L2作为主要光敏剂点亮稀土发光，当浓度在10-4M～10-3M之间时，L1和L2同时作为光敏剂，当浓度高于10-3M时，L1作为唯一能量给体敏化稀土发光。该类物质可实现同一分子中不同类型敏化剂在不同浓度下逐步激发获得高效稀土离子发光的效果，同时还可通过最大激发波长实时监测获得该体系中的溶液浓度。【专利说明】不同浓度下均可被激发产生高效稀土发光的稀土配合物
本专利技术的实施方式涉及稀土材料化学研究领域，更具体地，本专利技术的实施方式涉及一种不同浓度下均可被激发产生高效稀土发光的稀土配合物。
技术介绍
近年来，单分子荧光技术的研究作为材料科学研究中的重要内容，受到广大化学研究者的极大关注。化学荧光传感器具有高灵敏度、可实时检测等优势，在分子识别和传感器的应用方面得到了较好发展，同时在细胞生物学及早期诊断等领域得到了重要应用。随着荧光探针的发展，随被测物浓度变化而使用的具有高灵敏度的荧光比率探针目前已有部分研究，但遗憾的是，由于荧光配合物分子中普遍存在一种“集聚诱导荧光淬灭效应”(aggregat1n-caused quenching, ACQ),该效应极大影响了这类发光分子在化学传感器、生物探针、灵巧纳米材料以及固态发光器件中的灵敏度和性能。发光分子的发光行为通常在溶液状态下才能表现出来，而通常却在固态状态下用作为材料使用。 研究人员在2001年发现多支链非共面有机配体具有集聚诱导荧光增强效应“aggregat1n-1nduced emiss1n” (AIE),其具有类似螺旋桨分子的分子内转动，能有效地消耗分子激发态能量，使它们在溶液中不发光，而在集聚态下发光。他们发现分子内旋转的限制(RIR)是产生这种现象的主要原因，同时这种非平面分子在集聚时只能产生很小的 堆积作用，这种现象称为“集聚诱导荧光增强效应” (AIE)。由于AIE型溶液其集聚悬浮物发光更强、灵敏度更高、更能抑制光漂白，AIE型传感性质使得它们在实地检测、现场筛选、家庭检验等方面很有应用前景。然而，具有AIE效应的发光材料目前只局限于几种特定的有机材料，将AIE体系从特定有机物扩充到功能配合物是材料学家追求的目标之一，这是因为功能配合物具有荧光寿命长，热稳定性高，斯托克斯位移大且激发波长大都处在可见光，不会给生物组织带来损害等优点。而目前有关于集聚诱导荧光增强效应的功能金属配合物未见报道，可能是由于过渡金属砌块和多支链非共面有机官能团发射能级同样容易受到集聚效应的影响，使两者发射能级不易匹配。 由于稀土离子核外电子的屏蔽效应，其内层f_f’电子跃迁能级基本上不受外界环境影响，用功能化多支链非共面有机官能团作为稀土离子的光敏剂，通过天线效应，将敏化剂由AIE效应诱导增强后的能量传递给稀土离子，便可获得AIE效应的功能稀土发光配合物。由此获得的AIE效应稀土发光配合物将会在固态发光器件，薄膜传感器等领域具有极大的实用价值。 在生物检验中，生物探针分子很容易在生物大分子的表面存在不同浓度的集聚状态，因此理想状况下，在任何浓度下，生物探针的输出信号均应具有高灵敏度及高效率，由此生物探针才能够从复杂的生物检测系统中提取出来一致的检测信号。 由于稀土离子亚层电子对4f轨道屏蔽作用导致Lnin宇称禁阻的4f_4f摩尔吸收系数很低，因此直接激发稀土离子很难获得高量子产率发光，所以通常是采用间接激发-利用稀土离子附近具有强吸收的官能团从外界获得能量，受激后的官能团的激发态能量通过“天线效应”将能量传递给稀土离子，从而获得高效稀土发光。根据实际需求，同时受火箭多级推进器原理的启发，本专利技术设计了一种在大浓度范围内均可提供高灵敏度、高效率的稳定发射信号的稀土荧光探针，其配合物分子中的不同光敏剂在不同浓度下逐步被激活，从而交替点亮稀土发光。
技术实现思路
本专利技术克服了现有技术的不足，提供一种不同浓度下均可被激发产生高效稀土发光的稀土配合物的实施方式，以期望获得一种在大浓度范围内均可提供高灵敏度、高效率的稳定发射信号的稀土荧光探针。 为解决上述的技术问题，本专利技术的一种实施方式采用以下技术方案: 本专利技术提供了一种不同浓度下均可被激发产生高效稀土发光的稀土配合物，它的结构式为，其中Ln为稀土离子，LI为具有集聚诱导荧光增强效应的官能团，L2为具有集聚诱导荧光增强效应的官能团或者具有集聚诱导荧光淬灭效应的发色团。 进一步的技术方案是:所述Ln是除了 f外层电子为空的La3+、半充满的Gd3+和全充满的Lu3+外的所有三价稀土离子。因为f外层电子为空的La3+、半充满的Gd3+和全充满的Lu3+这三种稀土离子不发光。 更进一步的技术方案是:所述LI和L2都具有配位能力，与所述Ln构成配合物时，LI和L2在不同浓度下分步被激活作为激发该配合物发光的敏化剂。 更进一步的技术方案是:所述LI是具有在孤立状态下能够快速转动而极易耗散其激发态能量并导致其不发光或发光微弱，但在聚集状态时转动受阻而导致其发光增强的性质的基团。 优选的，所述LI是由多芳基基团组成的叶轮状分子。 更进一步的技术方案是:所述L2具有平面共轭结构或者其在参与金属配位后具有平面共辄结构。 更进一步的技术方案是:所述稀土配合物在溶液中的分子动力学稳定，由浓度变化改变所述稀土配合物的发光性能，该发光性能具有重现性；所述稀土配合物的最大激发波长与其溶液浓度呈线性关系。 根据本专利技术的一种实施方式，所述稀土配合物是具有生物识别性和高效稀土发光性能的生物荧光探针或者具有量子点效应的发光材料及器件。由于LI和L2可进一步修饰改性，使其具有更强的稳定性和特定反应选择性，因此经过改性后的LI和L2与稀土离子配合可形成具有特定生物识别性、大浓度范围内具有高效稀土发光性能的生物荧光探针。稀土配合物的LI和L2两种配体都可以是AIE效应官能团，但其中的金属必须限定为上述稀土离子，由此获得的稀土配合物也包括具有量子点效应的发光材料。 稀土离子核外电子的屏蔽效应及其内电子层电子跃迁不受外界环境影响，决定了其发光性能完全受光敏剂影响，光敏剂对环境的刺激效应最终都直接影响了其发光性能，因此，该体系中稀土离子的选择决定了该类配合物的发光性能。 根据本专利技术的另一种实施方式，所述稀土配合物的结构为 【权利要求】1.一种不同浓度下均可被激发产生高效稀土发光的稀土配合物，其特征在于它的结构式为，其中Ln为稀土离子，LI为具有集聚诱导荧光增强效应的官能团，L2为具有集聚诱导荧光增强效应的官能团或者具有集聚诱导荧光淬灭效应的发色团。2.根据权利要求1所述的不同浓度下均可被激发产生高效稀土发光的稀土配合物，其特征在于所述Ln是除了 f外层电子为空的La3+、半充满的Gd3+和全充满的Lu3+外的所有三价稀土离子。3.根据权利要求1所述的不同浓度下均可被激发产生高效稀土发光的稀土配合物，其特征在于所述LI和L2都具有配位能力，与所本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种不同浓度下均可被激发产生高效稀土发光的稀土配合物，其特征在于它的结构式为[L1‑Ln‑L2]，其中Ln为稀土离子，L1为具有集聚诱导荧光增强效应的官能团，L2为具有集聚诱导荧光增强效应的官能团或者具有集聚诱导荧光淬灭效应的发色团。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张衍，徐海兵，焦鹏冲，邓建国，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院化工材料研究所，四川省新材料研究中心，
类型：发明
国别省市：四川;51
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。