【分析】机械变色发光共价有机框架材料的机械合成及羟基自由基检测- 大数跨境

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2019-02-15

导读：兰州大学覃文武课题组利用三甲酰间苯三胺（Tp）和三聚氰胺（MC）使用机械研磨方法合成了具有优秀性质的COFs（COF-TpMA），将其应用到羟基自由基•OH的检测以及在生物细胞中的成像和监测。

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机械变色发光材料（MCLMS）在压力或运动传感系统、数据储存、文件安全、光存储设备和探伤等领域具有巨大的应用潜力，由于固体突出的光活性从而受到广泛关注。根据机械研磨和外压引起的荧光变化，机械变色机理主要有压力诱导化学变化、相准分子的形成或聚集的溶解和转变。共价有机框架材料（COFs）具有比表面积高、密度低、热稳定性高、结晶度高及功能可调等优点，从而被广泛应用于传感、气体储存、催化、能量储存、离子传导和物质分离等领域。目前，发光COFs在传感领域具有非常好的研究前景，其发光原理主要是其拓展的π共轭框架中的电荷迁移所引起，另外，其发光特性与基本组成单元，叠加方式和层间相互作用具有非常密切的关系，这些因素的改变都会造成电子通道的变化，从而导致COFs的荧光性质发生变化，因此，COFs也可以作为MDLMs的候选材料。近日，兰州大学覃文武课题组利用三甲酰间苯三胺（Tp）和三聚氰胺（MC）使用机械研磨方法合成了具有优秀性质的COFs（COF-TpMA），将其应用到羟基自由基•OH的检测以及在生物细胞中的成像和监测，并深入探讨了机械合成过程中COFs的荧光性质与其结构的相关联系。

该课题组合成的COF-TpMA，产物的结晶性以及荧光现象跟研磨的时间有很大的关系，即短时间研磨的高结晶性COF-TpMA表现出高的发光，长时间研磨的低结晶性COF-TpMA的荧光发生淬灭现象。淬灭原因可解释为机械研磨破坏了COF-TpMA原有结构中分子的相互作用，同时造成结构平坦化，使得骨架中的电子传输受阻，最终导致其荧光淬灭。根据COF-TpMA的机械荧光性质，该材料可以应用到•OH的高灵敏度和高选择性检测，细胞荧光共聚焦图像实验也证明了COF-TpMA有好的细胞膜通透性，不错的生物相容性，并且能检测到活细胞中的外源性•OH。该材料的机械变色发光现象有助于深入研究发光COFs的发光机理，为高发光性的COFs等材料的设计合成奠定了基础。