作者:刘万生 王超 来源:中国科学报 发布时间:2020/1/21 9:56:10
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大连化物所发现荧光染料TICT态准确预测方法

 

近日,中国科学院大连化学物理研究所研究员徐兆超团队与新加坡科技设计大学教授刘晓刚团队合作,发现了准确预测荧光染料TICT态的方法。相关研究成果发表在《德国应用化学》上。

扭转分子内电荷转移(TICT)是一种会淬灭荧光并大幅降低染料光稳定性的光物理过程。在此过程中,分子给体或者受体片段逐渐扭转至垂直构型,使得电荷完全分离。抑制TICT的发生能够显著提高荧光强度和光稳定性,满足当前生物单分子检测和超高时空动态分辨的前沿需求,但不同荧光体系TICT是否存在的预测一直是一个挑战。

研究人员以“实验/理论”相结合的模式深刻理解和探索分子发光机理,近期实现了对不同荧光体系TICT存在的预测。根据TICT的结构特点,归纳了13种荧光染料的不同类型的S1势能面,发现在S1势能面上,当旋转势垒(ERB)较高,驱动能(EDE)较大时,分子会倾向于保持亮态(LE或者ICT态),即不形成TICT;当ERB为正值,EDE为负值时,分子会部分形成TICT;ERB为零且EDE为负值时,分子会大量形成TICT态,大幅淬灭荧光。由此,TICT的形成可以根据ERB和EDE来判断。

研究团队设计了PRODAN系列染料和聚集诱导发光类(AIE)染料来验证TICT的判别规律。通过计算PRODAN的S1势能面发现和解决新型分子内电荷转移的机理。

相关论文信息:https://doi.org/10.1002/anie.201916357

 
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