五月总结：发光材料在各个领域大展身手

发光材料是指能以某种方式吸收能量，将其转化为光辐射的材料。当材料受到激发（射线、电子束、电场等）后，材料处于激发态；激发态的能量通过光、热的形式释放出来。如果这部分能量是可见光，就是我们所说的发光过程。

目前，发光材料的种类有很多，主要分为有机发光材料和无机发光材料。有机发光材料普遍具有共轭结构以及一些生色团。无机发光材料种类纷繁，比如稀土发光材料以及量子点等等。发光材料已经在生物成像、显示和诊疗等多方面实现了应用。

这篇文章为大家整理了五月份各大期刊上关于发光材料的文献，覆盖了成像、诊疗、传感和显示等多个领域。

Adv. Mater.:铁电Sr₃Sn₂O₇:Nd³⁺——一种新型的多压电材料，具有超灵敏且可持续的近红外压电发光

日本AIST的Xu Chaonan团队从掺杂稀土Nd³⁺离子的非中心对称和铁电相Sr₃Sn₂O₇中观察到超灵敏且可持续的近红外（NIR）发射压电发光。具有极性A2 am结构的Sr₃Sn₂O₇:Nd³⁺（SSN）被证明在微应变水平下发射800-1500 nm波长的压电发光，这由多压电材料中的铁电极化电荷增强所造成的结果。这些发现为研究多压电和压电光子材料的发光特性提供了新的研究机会，并探索了它们作为新型超灵敏探针的潜力，可用于对多种材料和结构（包括人造骨和其他植入结构）的成像。

文献链接:

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

Nat. Commun.:通过推拉电子效应将有机发射体的分子发射从荧光调节为磷光

具有持久磷光的有机发射体已经在光电器件中实现了应用。但是，合理的设计和磷光调节仍是一个巨大的挑战。香港科技大学的唐本忠教授和华南理工大学的赵祖金教授合成了一系列不含重原子和羰基的无金属发光体，可通过简单的取代基变化实现从荧光到磷光的可调分子发射。所有分子在溶液和固态下均发出蓝色荧光。去除激发源后，荧光发光体显示出明显的磷光。实验室合成的咔唑基分子与市售的咔唑分子相比，在生命周期上存在巨大差异，原因是后者的样品中存在异构体。单重态和三重态之间的较小能隙以及较低的重组能量有助于增强系统间的穿越，从而有助于从三重态到基态的更具竞争性的辐射过程。这些荧光发光体可作为发光层来制造蓝光和白光有机发光器件。

文献链接:

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

Adv. Mater.:钆-孟加拉玫瑰红配位聚合物纳米点用于MR-/荧光成像引导的光动力疗法

近年来，基于纳米药物的联合疗法在肿瘤学领域获得了发展，比单一疗法具有更高的安全性和疗效。设计由已批准的成像和治疗剂组成的诊断学至关重要。厦门大学陈洪敏教授和NIH陈小元教授报道了钆-孟加拉玫瑰红配位聚合物纳米点（GRD）。与游离的孟加拉玫瑰红相比，GRD具有独特的吸收性能和7.7倍的发光增强，以及单线态氧生成效率提高1.9倍。同时，与单独使用Gd-DTPA相比，GRD的r1弛豫度增加了两倍，并且具有更好的X射线吸收能力。 GRD的这些优异性能在体外和体内均得到验证。与单一疗法（即PDT或RT）相比，光动力疗法（PDT）和放射疗法（RT）的组合能更明显地抑制肿瘤的生长。这项工作为设计和合成基于Gd的纳米治疗剂提供了一条新的途径，用于图像引导的癌症治疗。

文献链接:

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.:通过掺杂策略实现全无机无铅0D钙钛矿的PLQY提升（从<2％到90％）

零维（0D）无铅钙钛矿具有独特的结构和光电特性。提出了未掺杂和Sb掺杂的所有无机，无铅，0D钙钛矿单晶A₂InCl₅（H₂O）（A=Rb，Cs），其黄光发射大大增强。为了研究配位H2O的作用，中科院大连化物所的韩克利教授合成了掺Sb的A₃InCl₆（A=Rb，Cs）并进一步研究。 光致发光（PL）颜色从黄色变为绿色。有趣的是，通过掺杂Sb³⁺，光致发光量子产率（PLQY）从<2％大幅提高到85-95％。作者通过超快速瞬态吸收技术进一步探索了Sb³⁺掺杂剂的作用和荧光发射的起源。此外，掺Sb的0D氯化铟铷钙钛矿显示出优异的稳定性。这些发现不仅提供了一种设计新的高性能0D无铅钙钛矿的方法，而且还揭示了结构与PL性能之间的关系。

文献链接:

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]卟啉的近红外发色团的激发耦合环状BF2阵列

Jonathan L. Sessler团队通过双萘二吡咯烷基亚甲基-BF2络合物与五氟苯甲醛的缩合反应，制备了一对分别涉及两个和四个BF2单元的巨型杯[n]卟啉衍生物，即杯[8]-和杯[16]卟啉。包括单晶X射线衍射分析在内，都对系统和前体3进行了全面表征。杯[n]卟啉4和5在近红外区域显示极高的消光系数。该观察被用作这些循环多发色体系内强激子耦合的初步证据。对激子耦合动力学对大环电子结构和光物理性质的影响的详细见解来自荧光，与时间相关的单光子计数（TCSPC）和瞬态吸收（TA）测量。对这些实验结果的支持来自理论研究。理论与实验相结合，可以证明激子之间的耦合取决于杯[n]卟啉结构的具体特征，而不仅取决于其大小。

文献链接:

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.:金属有机框架辅助和肿瘤微环境调制协同影像引导的光化学疗法

复杂的肿瘤微环境（TME）和非特异性药物靶向限制了光动力疗法联合化疗的临床疗效。新加坡国立大学刘斌教授课题组通过有金属有机框架（MOF）辅助策略，可减少肿瘤缺氧和细胞内谷胱甘肽（GSH）来调节TME，并提供靶向药物的递送和受控释放的化学药物。铂（IV）-重氮基络合物（Pt（IV））装入基于羧酸铜（II）的MOF MOF-199中，并且聚集诱导发射光敏剂TBD与聚乙二醇偶联以封装Pt（IV）-MOF-199。一旦制成的TBD-Pt（IV）@MOF-199纳米粒子被癌细胞内化，MOF-199就会消耗细胞内GSH并分解成片段释放Pt（IV）。在光照射下，释放的Pt（IV）产生可缓解缺氧的O₂，并在癌细胞内部产生基于Pt（II）的化学药物。同时，TBD提供了有效的活性氧种类生成和明亮的发射，从而产生了协同的图像引导光化学疗法，具有增强的功效和减轻的副作用。

文献链接:

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

ACS Nano:光谱线宽窄的超小型、超紧凑和超高效InGaN微发光二极管（μLED）

增强现实和视觉现实（AR和VR）微型显示器需要具有超小尺寸（≤5μm），高外部量子效率（EQE）和窄谱线宽度的微型发光二极管（μLED）。不幸的是，在当前方法中，干法刻蚀是制造μLED的最关键步骤，会带来严重的损害，这对于实现具有高EQE的超小型μLED来说似乎已成为一项不可克服的挑战。此外，众所周知，需要InGaN层作为发射区的μLED自然会显示出明显的宽谱线宽度，这对于诸如绿色的长波长变得越来越严重。英国谢菲尔德大学王涛教授报告了最近开发的选择性过度生长方法和嵌入的外延晶格匹配分布式布拉格反射器（DBR）的组合，以解决所有这些基本问题。结果，这个直径为3.6μm，间距为2μm的μLED在〜500 nm处表现出9％的超高EQE。更重要的是，这种μLED的光谱线宽度已显着减小至25 nm，这是迄今为止所报道的III型氮化物绿色μLED的最窄值。

文献链接:

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

Biomaterials:体内具有长波长可激发和近红外荧光聚合物点的动态细胞跟踪

基于细胞的治疗系统的发展引起了人们对生物医学的极大兴趣。通过荧光的体内细胞跟踪为临床应用中进一步推进细胞治疗提供了必不可少的信息。然而，由于有限的光穿透深度以及荧光探针，细胞系和标记亮度的变化，在许多情况下仍然具有挑战性。吉林大学的孟子辉教授和南方科技大学吴长锋教授设计了具有远红光吸收和近红外（NIR）发射的高荧光聚合物点（Pdot），用于细胞跟踪。聚合物点由供体-受体聚合物共混体系组成，其中粒子内能量转移在800 nm处产生窄带发射，且量子产率高至〜0.22。我们研究了具有细胞穿透肽的Pdots的生物相容性和细胞标记亮度。流式细胞术表明，与标记的细胞和对照的强度测量值相比，干细胞和癌细胞的细胞标记亮度增加了约4个数量级。然而，体内细胞跟踪结果显示，通过尾静脉施用于小鼠的相同数量的细胞具有独特的荧光分布。干细胞最初在肺中积累，并保留了7天，而癌细胞倾向于在4天后被肝脏清除。差异可能是由于癌细胞容易被免疫系统攻击而干细胞具有较低的免疫原性这一事实。本文获得的结果证实，NIR荧光Pdots是用于小动物体内细胞追踪的有前途的平台。

文献链接:

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.:具有聚集增强的光动力作用的硼酸官能化酞菁，用于抗药性细菌

大多数现有的光敏剂（例如卟啉）由于其大的共轭分子结构而经常在水溶液中聚集。由于聚集引起的猝灭，这种聚集通常导致缺乏或产生低水平的活性氧（ROS），这严重阻碍了光敏剂在光动力疗法（PDT）中的应用。福州大学李兴淑教授、韩国梨花女子大学Juyoung Yoon教授和延世大学Dongho Kim教授做出了一个有趣的发现，即硼酸官能化的酞菁（PcN4-BA）显示出罕见的现象，即聚集增强的光动力效应。在水中形成均匀的纳米结构自组装体的能力，高效的ROS生成和硼酸诱导的靶向相结合，使PcN4-BA在抗菌PDT中具有出色的性能。

文献链接:

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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