利用聚集诱导发光对晶体生长与转化荧光可视化研究方法技术

本发明专利技术属于荧光分析检测技术领域，公开了一种利用聚集诱导发光性质实现对晶体生长与转化过程荧光可视化研究的方法。本发明专利技术通过利用化合物不同晶型状态下荧光发射波长不同，采用荧光成像的方法区分不同晶型晶体，和/或对不同晶型的转化过程进行动态成像跟踪；化合物具有式1所示结构：

【技术实现步骤摘要】
一种利用聚集诱导发光性质实现对晶体生长与转化过程荧光可视化研究的方法
本专利技术属于荧光分析检测
，特别涉及一种利用聚集诱导发光性质实现对晶体生长与转化过程荧光可视化研究的方法。
技术介绍
观测结晶的形成和晶型转化过程，对深化结晶机理的理论认识以及通过结晶条件的控制获得目标晶型具有至关重要的意义。同种分子的不同晶型具有不同的物理和化学性质，例如，溶解度、熔点、化学反应活性、光物理性质、生物药利用率等等。在制药工业中经常发现同质多晶中的某一特定晶型才具有充分的药效，因此，合理的控制结晶条件获得特定的晶型对提高药物的药性具有广泛的应用价值。但是，对晶体形成以及晶型转化的直接观测与跟踪研究手段的缺乏依然是一种巨大的挑战。传统的手段比如单晶衍射、X-射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、电子衍射(ED)和原子力显微镜(AFM)等往往只是对结晶始、终态晶型的表征，只提供间接的非原位的实验数据，而无法提供直观的、实时的对整个动态过程特别是中间态的观测以及描述，然而中间态的观测对于深化了解晶体的形成和转化机理具有至关重要的作用。在荧光分子的相变过程中，荧光颜色以及效率的变化将提供一种直观的荧光可视化途径。荧光可视化方法由于荧光的敏锐性，相比于传统表征手段，更加友好、快捷、低成本，更为重要的是能提供实时、原位的对整个晶体形成以及晶型转化的观测。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点与不足，本专利技术的首要目的在于提供一种利用聚集诱导发光性质实现对晶体生长与转化过程荧光可视化研究的方法。本专利技术的另一个目的是在于提供一种利用不同晶型结构的晶体的荧光发射性质的差异，实现对不同晶型结构生长及转化过程的实时动态荧光成像追踪。本专利技术的目的通过下述方案实现：一种利用聚集诱导发光性质实现对晶体生长与转化过程荧光可视化研究的方法，通过利用化合物不同晶型状态下荧光发射波长不同，采用荧光成像的方法区分不同晶型晶体，和/或对不同晶型的转化过程进行动态成像跟踪。所述化合物具有式1或式2所示结构：其中，R1各自独立地选自硫原子或NH基团；R2各自独立地选自氢原子、甲基、乙基和甲氧基中的一种。所述的化合物优选为1-苯基-2-(3-苯基-2(1H)-喹喔啉叉)-(2Z)-乙酮(PPQE，Z-1-phenyl-2-(3-phenylquinoxalin-2(1H)-ylidene)ethan-1-one)。所述的采用荧光成像方法区分不同晶型晶体可通过采用300～400nm波长的紫外光照射，肉眼观察，根据不同晶型的发射波长的区别，实现对不同晶型结构区域的分辨。所述的采用荧光成像方法区分不同晶型晶体可通过采用300～400nm波长的紫外光照射，采用荧光显微成像技术，根据不同晶型的发射波长的区别，实现对不同晶型结构区域的分辨。所述对不同晶型的转化过程进行动态成像跟踪可通过采用300～400nm波长的紫外光照射，采用荧光显微成像技术，进行时间分辨成像，实现对不同晶型结构转换过程的动态跟踪。其中，制备所述不同晶型晶体时，可通过将所述化合物制备为热饱和溶液，快速或缓慢冷却溶液，得到晶体。或可通过将所述化合物制备为常温饱和溶液，室温下缓慢挥发溶剂，得到晶体。或可通过将所述化合物在高温下熔融，然后迅速置于液氮中快速冷却，得到无定形状态的样品。所述的高温熔融可为200℃。上述是溶液优选采用单一溶剂或混合溶剂。所述溶剂可包括二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、乙腈、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇、乙酸乙酯、1,4-二氧六环、四氢呋喃、氯仿、二氯甲烷、丙酮、乙醚、石油醚、正己烷和环己烷等。所得晶体或无定形状态的样品采用300～400nm波长的紫外光照射，肉眼观察，根据不同晶型的发射波长的区别，实现对不同晶型结构区域的分辨。所得晶体或无定形状态的样品采用300～400nm波长的紫外光照射，采用荧光显微成像技术，根据不同晶型的发射波长的区别，实现对不同晶型结构区域的分辨。上述采用荧光显微成像技术优选对样品的微小区域成像。所得晶体或无定形状态的样品采用300～400nm波长的紫外光照射，采用荧光显微成像技术，进行时间分辨成像，实现对不同晶型结构转换过程的动态跟踪。上述采用荧光显微成像技术优选对样品的微小区域成像。上述化合物为具有杂环结构的分子，其在溶液和无定型态几乎不发光，但在结晶状态下可获得强荧光发射的聚集诱导发光性质。通过不同的结晶条件可获得该化合物的不同晶型的晶体，不同晶型可在特定条件下发生转换，通过不同晶型的荧光发射波长的不同，即可方便地对晶体的生长以及晶型转化过程进行可视化跟踪监测。此外，还可利用本专利技术方法对机械划刻方法制备的具有定向排列的晶体线状聚集结构的生长过程进行荧光可视化研究。本专利技术方法具有所用化合物性质稳定，制备简单，各晶型的晶体制备方便快捷，制得的不同晶型晶体发光性质差异大，晶型转化过程观测简单便捷，对晶型转换过程监控灵敏快速的特点，可广泛应用于晶体晶型转换过程研究，相态转变机理研究等领域。本专利技术相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果：本专利技术涉及的具有聚集诱导发光性质的荧光分子具有制备方法操作简单，原料易得，反应条件温和的特点。本专利技术提供的对不同晶型结构生长及转化过程实时跟踪监测的方法，具有操作简便、迅速、结果准确、不需对样品进一步处理、原位实时检测的特点。该方法在结晶状态分析、相态转变机理研究等领域具有实际的应用价值。附图说明图1为实施例1中，化合物PPQE的化学和单晶结构，其中，三种不同晶体A、B、C的荧光显微镜照片(1)，以及三种不同晶体A、B、C晶胞的分子间堆积模型俯视图(2)和侧视图(3)。图2为实施例1中，化合物PPQE的晶体A、B、C和无定形态样品的光致发光光谱。图3为实施例2中，化合物PPQE从晶体C到B的单晶到单晶的转化过程荧光可视化监控成像，A～D为10分钟，E～H为5小时，I～L为1天和M～P为2天；A～C，E～G，I～K和M～O是日光灯下的照片；D，H，L和P是在荧光显微镜下拍摄的照片。图4为实施例3中，通过针头划刻溶剂挥发过程中的PPQE的丙酮/叔丁醇混合溶液诱导形成的晶体聚集线的荧光显微镜照片。图5为实施例4中，不同倍数荧光显微镜下观测到的PPQE的无定形态样品随着时间推移向晶态转变的过程。初始的无定形态样品：发射波长λem＝595nm，荧光量子产率Φ＝0.8％；室温放置48小时之后的无定形态样品：发射波长λem＝566nm，荧光量子产率Φ＝8.5％。图6为本专利技术原理效果图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。下列实施例中使用的试剂均可从商业渠道获得。实施例11-苯基-2-(3-苯基-2(1H)-喹喔啉叉)-(2Z)-乙酮，PPQE，Z-1-phenyl-2-(3-phenylquinoxalin-2(1H)-ylidene)ethan-1-one，结构式：分子单晶A的制备：方法一，200mgPPQE中加入1mL二甲基亚砜溶剂，在150℃加热至完全溶解，关闭加热搅拌，于油浴锅中缓慢冷却，重结晶得到橙色块状的单晶A；方法二，在微沸状态下，PPQE中缓慢加入适量的叔丁醇至刚好溶解，配制PPQE的叔丁醇热饱和溶液，然后于油浴锅中溶液缓慢自然降本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用聚集诱导发光性质实现对晶体生长与转化过程荧光可视化研究的方法，其特征在于通过利用化合物不同晶型状态下荧光发射波长不同，采用荧光成像的方法区分不同晶型晶体，和/或对不同晶型的转化过程进行动态成像跟踪；所述化合物具有式1或式2所示结构：

【技术特征摘要】
1.一种利用聚集诱导发光性质实现对晶体生长与转化过程荧光可视化研究的方法，其特征在于通过利用化合物不同晶型状态下荧光发射波长不同，采用荧光成像的方法区分不同晶型晶体，和/或对不同晶型的转化过程进行动态成像跟踪；所述化合物具有式1或式2所示结构：其中，R1各自独立地选自硫原子或NH基团；R2各自独立地选自氢原子、甲基、乙基和甲氧基中的一种。2.根据权利要求1所述的利用聚集诱导发光性质实现对晶体生长与转化过程荧光可视化研究的方法，其特征在于：所述的化合物为1-苯基-2-(3-苯基-2(1H)-喹喔啉叉)-(2Z)-乙酮。3.根据权利要求1所述的利用聚集诱导发光性质实现对晶体生长与转化过程荧光可视化研究的方法，其特征在于：所述的采用荧光成像方法区分不同晶型晶体通过采用300～400nm波长的紫外光照射，肉眼观察，根据不同晶型的发射波长的区别，实现对不同晶型结构区域的分辨；或所述的采用荧光成像方法区分不同晶型晶体通过采用300～400nm波长的紫外光照射，采用荧光显微成像技术，根据不同晶型的发射波长的区别，实现对不同晶型结构区域的分辨。4.根据权利要求1所述的利用聚集诱导发光性质实现对晶体生长与转化过程荧光可视化研究的方法，其特征在于：所述对不同晶型的转化过程进行动态成像跟踪通过采用300～400nm波长的紫外光照射，采用荧光显微成像技术，进行时间分辨成像，实现对不同晶型结构转换过程的动态跟踪。5.根据权利要求1所述的利用聚集诱导发光性质实现对晶体生长与转化过程荧光可视化研究的方法，其特征在于：制备所述化合物的不同晶型晶体时，通过将所述化合物制备为热饱和溶液，快速或缓慢冷却溶液，得到晶体；或通过将所述化...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐本忠，胡蓉蓉，郑超，臧启光，赵祖金，秦安军，
申请(专利权)人：华南理工大学，香港科技大学，
类型：发明
国别省市：广东,44