【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及有机发光材料。更具体地，涉及一种基于三重态-三重态湮灭上转换发光的温度比率荧光探针及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着科学技术的发展，如今对许多物理量的测量精度要求越来越高。其中，温度就是一个经常使用到的物理量之一，在电子器件、航空航天、环境监测、科学研究及工业生产中对温度的精确测量提出了更高的要求。然而许多传统接触式温度计，如热膨胀温度计、压力温度计、热电偶温度计、电阻温度计都不能满足这些实际应用的需求。荧光温度探针可以基于分子跃迁速率随温度变化造成荧光强度的改变来实现对温度的间接测量，但是，在实际应用中，单一激发态荧光温度传感体系会受到探针分子分布不均，分子浓度变化等影响，易造成测量上的误差。比率型荧光探针体系具有自校准性，可以避免分子分布不均等因素造成的误差。比率型荧光探针因其较高的分辨率和灵敏度、响应时间短等优点，逐渐成为研究者广泛关注的对象。
2、温度比率荧光探针的构筑大多是基于不同波长的两处荧光强度对温度差异化响应，两处发光可以来自不同发光物种也可以来自同一化合物的不同激发态，且两处荧光强度对温度的响应方式不同：例如一处波长的荧光随温度明显变化，另一处波长荧光对温度无响应或弱响应；或者是两处波长荧光强度对温度的响应变化趋势相反，这种情况会更有利于灵敏度的提高。
3、近红外光能量低，穿透性强，对材料损伤性小，但其无法可视化，而上转换发光材料，可以将低能量的近红外光转换为高能量的可见光，实现远距离，深层次的可视化探测，同时近红外光具有相对微弱的背景光，可以有效降低泵浦光源产生的杂
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术的第一个目的在于提供一种基于三重态-三重态湮灭上转换发光的温度比率荧光探针。所述温度比率荧光探针包括两种不同的上转换材料，即热活化上转换微晶和非热活化上转换微晶，利用这两种上转换微晶的发光颜色不同、发光强度对温度变化具有相反响应的特点，可以实现在温度传感领域中高灵敏度、可视化的应用。
2、本专利技术的第二个目的在于提供一种制备如上所述的温度比率荧光探针的制备方法。
3、本专利技术的第三个目的在于提供一种利用如上所述的温度比率荧光探针在温度传感领域中的应用。
4、为达到上述第一个目的，本专利技术采用下述技术方案：
5、本专利技术公开一种基于三重态-三重态湮灭上转换发光的温度比率荧光探针，所述温度比率荧光探针包括热活化上转换微晶和非热活化上转换微晶；所述热活化上转换微晶包括第一光敏剂和第一三重态湮灭剂，所述非热活化上转换微晶包括第二光敏剂和第二三重态湮灭剂；
6、其中，所述第一光敏剂和第二光敏剂的激发波长相同，选自吸收在600-1000nm近红外区域的金属配合物。
7、在本专利技术中，利用热活化上转换微晶和非热活化上转换微晶组成温度比率荧光探针的核心组件，其中，热活化上转换微晶的发光强度随温度增加而逐渐增加，非热活化上转换微晶的发光强度随温度增加而逐渐降低，两种上转换微晶组合使用后已符合作为温度比率荧光探针的基本要求。通过改变热活化上转换微晶和非热活化上转换微晶的掺混比例，可以调节不同上转换材料的发光强弱，通过改变各上转换材料中光敏剂和湮灭剂的种类，可以调节不同上转换材料的最大发光峰波长的位置。选用近红外吸收的金属配合物作为光敏剂制备两种上转换微晶时，可以使获得的温度比率荧光探针实现近红外光照射下的非接触式温度探测，并且能够有效降低泵浦光源产生的杂散光对信号光的影响，从而提高测量精度。
8、本专利技术提供的温度比率荧光探针具有较宽的温度测试范围和低温测试能力，在223k-300k（即-50℃~27℃）范围内均可以实现温度变化的可视化测试，并且相对灵敏度最高可达4.5%/k。
9、进一步，所述第一光敏剂和第二光敏剂可以相同或不同，基于激发波长相同的前提下，可选自钯或铂的四苯基四苯并卟啉金属配合物、光敏核心为镱的稀土配合物、光敏核心为钕的稀土配合物、光敏核心为铥的稀土配合物中的任意一种，前述的相同可以理解为是第一光敏剂和第二光敏剂选自完全相同的光敏剂，前述的不同可以理解为是第一光敏剂和第二光敏剂均选自稀土配合物，例如光敏核心为镱的稀土配合物、光敏核心为钕的稀土配合物、光敏核心为铥的稀土配合物中的任意一种，应保证光敏核心是相同，光敏剂结构可以有所不同（例如单核镱的配合物、多核镱的配合物等），也可以理解为是第一光敏剂和第二光敏剂均选自钯或铂的四苯基四苯并卟啉金属配合物这类常规光敏剂，即结构基本一致，区别主要在于母核中心的金属种类不同（例如钯的四苯基四苯并卟啉金属配合物或铂的四苯基四苯并卟啉金属配合物）。
10、进一步，所述第一光敏剂和第二光敏剂选自光敏核心为镱的二酮配合物或钯(ii)四苯基四苯并卟啉。
11、根据两种上转换微晶的发光强度对温度变化具有相反响应的特点，所述第一三重态湮灭剂和第二三重态湮灭剂代表不同的三重态湮灭剂类型，所述第一三重态湮灭剂可选自9,10-二苯基蒽或其衍生物、9,10-（二苯乙炔基）蒽或其衍生物、9,10-双[（三异丙基甲硅烷基）乙炔基]蒽中的一种或多种，所述第二三重态湮灭剂可选自红荧烯、苝四甲酰二亚胺或其衍生物中的一种或多种。
12、在一个具体实施方式中，所述第一光敏剂和第二光敏剂选自yb(dbm)3(h2o)、yb5(dbm)10(oh)5、钯(ii)四苯基四苯并卟啉中的任意一种，其结构如下所示：
13、yb(dbm)3(h2o)、
14、yb5(dbm)10(oh)5、
15、钯(ii)四苯基四苯并卟啉（为市售产品）。
16、在一个具体实施方式中，所述第一三重态湮灭剂选自如下所示结构中的一种：
17、9,10-双[（三异丙基甲硅烷基）乙炔基]蒽、
18、9,10-（二苯乙炔基）蒽、
19、9,10-（二苯乙炔基）蒽的衍生物、
20、9,10-二苯基蒽、
21、9,10-二苯基蒽的衍生物结构之一、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于三重态-三重态湮灭上转换发光的温度比率荧光探针，其特征在于，所述温度比率荧光探针包括热活化上转换微晶和非热活化上转换微晶；所述热活化上转换微晶包括第一光敏剂和第一三重态湮灭剂，所述非热活化上转换微晶包括第二光敏剂和第二三重态湮灭剂；
2.根据权利要求1所述的温度比率荧光探针，其特征在于，所述第一光敏剂和第二光敏剂选自钯或铂的四苯基四苯并卟啉金属配合物、光敏核心为镱的稀土配合物、光敏核心为钕的稀土配合物、光敏核心为铥的稀土配合物中的任意一种；
3.根据权利要求1所述的温度比率荧光探针，其特征在于，所述第一光敏剂和第二光敏剂选自光敏核心为镱的二酮配合物或钯(II)四苯基四苯并卟啉。
4.根据权利要求1所述的温度比率荧光探针，其特征在于，所述第一光敏剂和第一三重态湮灭剂的摩尔比为1:1-1:500；所述第二光敏剂和第二三重态湮灭剂的摩尔比为1:1-1:300。
5.根据权利要求1所述的温度比率荧光探针，其特征在于，所述热活化上转换微晶和非热活化上转换微晶的质量比为1:1-1:1000。
6.根据权利要求1所述的温度
7.如权利要求1-6任一项所述的温度比率荧光探针的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂选自四氢呋喃、氯仿、二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺中的一种或多种。
9.如权利要求1-6任一项所述的温度比率荧光探针在温度传感领域中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述温度比率荧光探针应用在对材料或器件内部的可视化非接触式温度监测中。
...【技术特征摘要】
1.一种基于三重态-三重态湮灭上转换发光的温度比率荧光探针，其特征在于，所述温度比率荧光探针包括热活化上转换微晶和非热活化上转换微晶；所述热活化上转换微晶包括第一光敏剂和第一三重态湮灭剂，所述非热活化上转换微晶包括第二光敏剂和第二三重态湮灭剂；
2.根据权利要求1所述的温度比率荧光探针，其特征在于，所述第一光敏剂和第二光敏剂选自钯或铂的四苯基四苯并卟啉金属配合物、光敏核心为镱的稀土配合物、光敏核心为钕的稀土配合物、光敏核心为铥的稀土配合物中的任意一种；
3.根据权利要求1所述的温度比率荧光探针，其特征在于，所述第一光敏剂和第二光敏剂选自光敏核心为镱的二酮配合物或钯(ii)四苯基四苯并卟啉。
4.根据权利要求1所述的温度比率荧光探针，其特征在于，所述第一光敏剂和第一三重态湮灭剂的摩尔比为1:1-1:500；所述第二光敏剂和第二三...
【专利技术属性】
技术研发人员：曾毅，张灵，李嫕，于天君，陈金平，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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