五月總結：發光材料在各個領域大展身手

發光材料是指能以某種方式吸收能量，將其轉化為光輻射的材料。當材料受到激發（射線、電子束、電場等）后，材料處于激發態；激發態的能量通過光、熱的形式釋放出來。如果這部分能量是可見光，就是我們所說的發光過程。

目前，發光材料的種類有很多，主要分為有機發光材料和無機發光材料。有機發光材料普遍具有共軛結構以及一些生色團。無機發光材料種類紛繁，比如稀土發光材料以及量子點等等。發光材料已經在生物成像、顯示和診療等多方面實現了應用。

這篇文章為大家整理了五月份各大期刊上關于發光材料的文獻，覆蓋了成像、診療、傳感和顯示等多個領域。

Adv. Mater.:鐵電Sr₃Sn₂O₇:Nd³⁺——一種新型的多壓電材料，具有超靈敏且可持續的近紅外壓電發光

日本AIST的Xu Chaonan團隊從摻雜稀土Nd³⁺離子的非中心對稱和鐵電相Sr₃Sn₂O₇中觀察到超靈敏且可持續的近紅外（NIR）發射壓電發光。具有極性A2 am結構的Sr₃Sn₂O₇:Nd³⁺（SSN）被證明在微應變水平下發射800-1500 nm波長的壓電發光，這由多壓電材料中的鐵電極化電荷增強所造成的結果。這些發現為研究多壓電和壓電光子材料的發光特性提供了新的研究機會，并探索了它們作為新型超靈敏探針的潛力，可用于對多種材料和結構（包括人造骨和其他植入結構）的成像。

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Ferroelectric Sr₃Sn₂O₇:Nd³⁺: A New Multipiezo Material with Ultrasensitive and Sustainable Near‐Infrared Piezoluminescence. Adv. Mater., 2020, 10.1002/adma.201908083

Nat. Commun.:通過推拉電子效應將有機發射體的分子發射從熒光調節為磷光

具有持久磷光的有機發射體已經在光電器件中實現了應用。但是，合理的設計和磷光調節仍是一個巨大的挑戰。香港科技大學的唐本忠教授和華南理工大學的趙祖金教授合成了一系列不含重原子和羰基的無金屬發光體，可通過簡單的取代基變化實現從熒光到磷光的可調分子發射。所有分子在溶液和固態下均發出藍色熒光。去除激發源后，熒光發光體顯示出明顯的磷光。實驗室合成的咔唑基分子與市售的咔唑分子相比，在生命周期上存在巨大差異，原因是后者的樣品中存在異構體。單重態和三重態之間的較小能隙以及較低的重組能量有助于增強系統間的穿越，從而有助于從三重態到基態的更具競爭性的輻射過程。這些熒光發光體可作為發光層來制造藍光和白光有機發光器件。

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Tuning molecular emission of organic emitters?from ?uorescence to phosphorescence through?push-pull electronic effects. Nat. Commun., 2020, 10.1038/s41467-020-16412-4

Adv. Mater.:釓-孟加拉玫瑰紅配位聚合物納米點用于MR-/熒光成像引導的光動力療法

近年來，基于納米藥物的聯合療法在腫瘤學領域獲得了發展，比單一療法具有更高的安全性和療效。設計由已批準的成像和治療劑組成的診斷學至關重要。廈門大學陳洪敏教授和NIH陳小元教授報道了釓-孟加拉玫瑰紅配位聚合物納米點（GRD）。與游離的孟加拉玫瑰紅相比，GRD具有獨特的吸收性能和7.7倍的發光增強，以及單線態氧生成效率提高1.9倍。同時，與單獨使用Gd-DTPA相比，GRD的r1弛豫度增加了兩倍，并且具有更好的X射線吸收能力。 GRD的這些優異性能在體外和體內均得到驗證。與單一療法（即PDT或RT）相比，光動力療法（PDT）和放射療法（RT）的組合能更明顯地抑制腫瘤的生長。這項工作為設計和合成基于Gd的納米治療劑提供了一條新的途徑，用于圖像引導的癌癥治療。

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Gadolinium–Rose Bengal Coordination Polymer Nanodots for MR-/Fluorescence-Image-Guided Radiation and Photodynamic Therapy. Adv. Mater., 2020, 10.1002/adma.202000377

Angew. Chem. Int. Ed.:通過摻雜策略實現全無機無鉛0D鈣鈦礦的PLQY提升（從<2％到90％）

零維（0D）無鉛鈣鈦礦具有獨特的結構和光電特性。提出了未摻雜和Sb摻雜的所有無機，無鉛，0D鈣鈦礦單晶A₂InCl₅（H₂O）（A=Rb，Cs），其黃光發射大大增強。為了研究配位H2O的作用，中科院大連化物所的韓克利教授合成了摻Sb的A₃InCl₆（A=Rb，Cs）并進一步研究。 光致發光（PL）顏色從黃色變為綠色。有趣的是，通過摻雜Sb³⁺，光致發光量子產率（PLQY）從<2％大幅提高到85-95％。作者通過超快速瞬態吸收技術進一步探索了Sb³⁺摻雜劑的作用和熒光發射的起源。此外，摻Sb的0D氯化銦銣鈣鈦礦顯示出優異的穩定性。這些發現不僅提供了一種設計新的高性能0D無鉛鈣鈦礦的方法，而且還揭示了結構與PL性能之間的關系。

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All-Inorganic Lead-Free 0D Perovskites by a Doping Strategy to?Achieve a PLQY Boost from <2% to 90%. Angew. Chem. Int. Ed., 2020, 10.1002/anie.2020003234

Angew. Chem. Int. Ed.:杯[8]-和杯[16]卟啉的近紅外發色團的激發耦合環狀BF2陣列

Jonathan L. Sessler團隊通過雙萘二吡咯烷基亞甲基-BF2絡合物與五氟苯甲醛的縮合反應，制備了一對分別涉及兩個和四個BF2單元的巨型杯[n]卟啉衍生物，即杯[8]-和杯[16]卟啉。包括單晶X射線衍射分析在內，都對系統和前體3進行了全面表征。杯[n]卟啉4和5在近紅外區域顯示極高的消光系數。該觀察被用作這些循環多發色體系內強激子耦合的初步證據。對激子耦合動力學對大環電子結構和光物理性質的影響的詳細見解來自熒光，與時間相關的單光子計數（TCSPC）和瞬態吸收（TA）測量。對這些實驗結果的支持來自理論研究。理論與實驗相結合，可以證明激子之間的耦合取決于杯[n]卟啉結構的具體特征，而不僅取決于其大小。

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Excitonically Coupled Cyclic BF2 Arrays of Calix[8]- and?Calix[16]phyrin as Near-IR- Chromophores. Angew. Chem. Int. Ed., 2020, 10.1002/anie.202004867

Adv. Funct. Mater.:金屬有機框架輔助和腫瘤微環境調制協同影像引導的光化學療法

復雜的腫瘤微環境（TME）和非特異性藥物靶向限制了光動力療法聯合化療的臨床療效。新加坡國立大學劉斌教授課題組通過有金屬有機框架（MOF）輔助策略，可減少腫瘤缺氧和細胞內谷胱甘肽（GSH）來調節TME，并提供靶向藥物的遞送和受控釋放的化學藥物。鉑（IV）-重氮基絡合物（Pt（IV））裝入基于羧酸銅（II）的MOF MOF-199中，并且聚集誘導發射光敏劑TBD與聚乙二醇偶聯以封裝Pt（IV）-MOF-199。一旦制成的TBD-Pt（IV）@MOF-199納米粒子被癌細胞內化，MOF-199就會消耗細胞內GSH并分解成片段釋放Pt（IV）。在光照射下，釋放的Pt（IV）產生可緩解缺氧的O₂，并在癌細胞內部產生基于Pt（II）的化學藥物。同時，TBD提供了有效的活性氧種類生成和明亮的發射，從而產生了協同的圖像引導光化學療法，具有增強的功效和減輕的副作用。

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Metal–Organic Framework Assisted and Tumor Microenvironment Modulated Synergistic?Image-Guided Photo-Chemo Therapy. Adv. Funct. Mater., 2020, 10.1002/afm.202002431

ACS Nano:光譜線寬窄的超小型、超緊湊和超高效InGaN微發光二極管（μLED）

增強現實和視覺現實（AR和VR）微型顯示器需要具有超小尺寸（≤5μm），高外部量子效率（EQE）和窄譜線寬度的微型發光二極管（μLED）。不幸的是，在當前方法中，干法刻蝕是制造μLED的最關鍵步驟，會帶來嚴重的損害，這對于實現具有高EQE的超小型μLED來說似乎已成為一項不可克服的挑戰。此外，眾所周知，需要InGaN層作為發射區的μLED自然會顯示出明顯的寬譜線寬度，這對于諸如綠色的長波長變得越來越嚴重。英國謝菲爾德大學王濤教授報告了最近開發的選擇性過度生長方法和嵌入的外延晶格匹配分布式布拉格反射器（DBR）的組合，以解決所有這些基本問題。結果，這個直徑為3.6μm，間距為2μm的μLED在?500 nm處表現出9％的超高EQE。更重要的是，這種μLED的光譜線寬度已顯著減小至25 nm，這是迄今為止所報道的III型氮化物綠色μLED的最窄值。

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Ultrasmall, Ultracompact and Ultrahigh?E?cient InGaN Micro Light Emitting Diodes?(μLEDs) with Narrow Spectral Line Width. ACS Nano, 2020, 10.1021/acsnano.0c01180

Biomaterials:體內具有長波長可激發和近紅外熒光聚合物點的動態細胞跟蹤

基于細胞的治療系統的發展引起了人們對生物醫學的極大興趣。通過熒光的體內細胞跟蹤為臨床應用中進一步推進細胞治療提供了必不可少的信息。然而，由于有限的光穿透深度以及熒光探針，細胞系和標記亮度的變化，在許多情況下仍然具有挑戰性。吉林大學的孟子輝教授和南方科技大學吳長鋒教授設計了具有遠紅光吸收和近紅外（NIR）發射的高熒光聚合物點（Pdot），用于細胞跟蹤。聚合物點由供體-受體聚合物共混體系組成，其中粒子內能量轉移在800 nm處產生窄帶發射，且量子產率高至?0.22。我們研究了具有細胞穿透肽的Pdots的生物相容性和細胞標記亮度。流式細胞術表明，與標記的細胞和對照的強度測量值相比，干細胞和癌細胞的細胞標記亮度增加了約4個數量級。然而，體內細胞跟蹤結果顯示，通過尾靜脈施用于小鼠的相同數量的細胞具有獨特的熒光分布。干細胞最初在肺中積累，并保留了7天，而癌細胞傾向于在4天后被肝臟清除。差異可能是由于癌細胞容易被免疫系統攻擊而干細胞具有較低的免疫原性這一事實。本文獲得的結果證實，NIR熒光Pdots是用于小動物體內細胞追蹤的有前途的平臺。

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In vivo dynamic cell tracking with long-wavelength excitable and near-infrared?fluorescent polymer dots. Biomaterials, 2020, 10.1016/j.biomaterials.2020.120139

Chem. Sci.:具有聚集增強的光動力作用的硼酸官能化酞菁，用于抗藥性細菌

大多數現有的光敏劑（例如卟啉）由于其大的共軛分子結構而經常在水溶液中聚集。由于聚集引起的猝滅，這種聚集通常導致缺乏或產生低水平的活性氧（ROS），這嚴重阻礙了光敏劑在光動力療法（PDT）中的應用。福州大學李興淑教授、韓國梨花女子大學Juyoung Yoon教授和延世大學Dongho Kim教授做出了一個有趣的發現，即硼酸官能化的酞菁（PcN4-BA）顯示出罕見的現象，即聚集增強的光動力效應。在水中形成均勻的納米結構自組裝體的能力，高效的ROS生成和硼酸誘導的靶向相結合，使PcN4-BA在抗菌PDT中具有出色的性能。

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A boronic acid-functionalized phthalocyanine with an aggregation-enhanced photodynamic effect for combating antibiotic-resistant bacteria. Chem. Sci., 2020, 10.1039/D0SC01351J

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