多光子激發(fā)熒光材料具有精確的光子聚焦、深層組織穿透、減少瑞利散射和最小的細(xì)胞損傷等優(yōu)勢(shì)，使其適用于高密度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、遠(yuǎn)程通信、先進(jìn)的防偽措施、體內(nèi)生物成像等領(lǐng)域。然而，傳統(tǒng)的多光子吸收材料存在高濃度溶液聚集、激發(fā)發(fā)射的濃度猝滅和光學(xué)穩(wěn)定性差等問題。 構(gòu)建具有精確結(jié)構(gòu)和組成的聚集誘導(dǎo)發(fā)光（AIE）活性金屬-有機(jī)框架（MOF）材料，為克服這些問題提供了一個(gè)很好的解決方案。人們已經(jīng)做出了許多努力來提高光致發(fā)光性能，然而，在MOF中追求單光子、雙光子或多光子激發(fā)的熒光優(yōu)化，同時(shí)保持其孔隙率仍然具有挑戰(zhàn)性。 近日，福建師范大學(xué)的張亮亮副教授、中山大學(xué)的潘梅教授和湖南大學(xué)的方煜教授合作，合成了一種基于四苯乙烯（TPE）的柔性Zr-MOF，其具有2倍互穿scu-c拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。通過插配體和熱活化策略優(yōu)化MOF的單/雙光子激發(fā)熒光（1/2 PEF），并應(yīng)用在信息加密和生物成像領(lǐng)域。 首先，通過溶劑熱法合成四苯乙烯基柔性互穿SIFE-5。其次，通過插配體策略對(duì)SIFE-5后修飾兩種不同長(zhǎng)度的配體DTDC和BPDC，分別得到剛性互穿SIFE-6和SIFE-7。該策略在不改變MOF框架結(jié)構(gòu)的情況下調(diào)節(jié)了材料的孔環(huán)境，結(jié)構(gòu)剛性，堆積密度和功能性。
接著，對(duì)三種MOF進(jìn)行了熱活化，與活化前的樣品相比，活化樣品的熒光發(fā)生紅移，單/雙光子吸收截面提高，量子產(chǎn)率和熒光壽命增加，這與骨架的限制、苯環(huán)旋轉(zhuǎn)的抑制以及活化后非輻射躍遷的減少有關(guān)。 TD-DFT理論模擬計(jì)算也表明插配體和熱活化策略使得相鄰TPE之間的分子內(nèi)和分子間相互作用得到改善，壽命、量子產(chǎn)率和雙光子吸收截面增加。SIFE系列MOFs卓越的2PEF特性使其在信息和加密領(lǐng)域得到應(yīng)用。 此外，SIFE系列MOFs在HepG2細(xì)胞的單光子和雙光子激發(fā)細(xì)胞成像中表現(xiàn)出卓越的性能。 在該工作中，成功合成了一種基于TPE的柔性Zr-MOF，其具有2倍互穿scu-c拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。通過加入不同長(zhǎng)度的配體實(shí)現(xiàn)了框架柔性的各向異性剛性化，還增強(qiáng)了互穿TPE-MOF的單/雙光子激發(fā)熒光性能。該工作引入了一種創(chuàng)新的方法來增強(qiáng)單/雙光子激發(fā)熒光性能。 論文信息 Boosting One- and Two-Photon Excited Fluorescence of Interpenetrated Tetraphenylethene-Based Metal–Organic Frameworks (TPE-MOFs) by Linker Installation Huihui He, Ji Li, Jiayi Zhuang, Jinyi Huang, Yuxuan Meng, Xi Lin, Prof.?Dr. Zhangwen Wei, Prof.?Dr. Liangliang Zhang, Prof.?Dr. Yu Fang, Prof.?Dr. Mei Pan Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202420912
