具有热激活延迟荧光性质的长寿命荧光染料

荧光探针和时间分辨成像因其高灵敏度，高空间分辨率和简易性，广泛使用于复杂生物体系中，这种技术对于阐明生物功能提供了一个良好的平台。时间分辨荧光显微镜在监测目标荧光方面具有优势，与传统使用荧光团进行荧光成像中几个纳秒的寿命尺度相比，长寿命的发光染料可以利用脉冲激发光与测量时刻，通过适当的延迟以及门控技术使得收取的信号消除背景荧光，并提供高的信号-噪声比。典型的有机磷光染料如曙红以及一些贵金属配合物，因为它们较长的磷光寿命有着高的是很好时间分辨成像染料。

在以往被报道应用于时间分辨成像中的长寿命发光染料，大多数是使用具有长寿命三重态的磷光材料，磷光过程中存在着自旋禁阻，磷光材料往往通过引入Ir（Ⅲ），Pt（Ⅱ），Ru（Ⅱ）等贵金属形成配合物的方式提高其三重态量子产率进而增强其发光性能，然而，这些磷光材料中的一些化合物会通过单线态氧将三重态能量转移到周围的细胞或组织中的生物分子而杀死细胞，同时一些金属配合物具有大的细胞毒性，因而抑制了这些染料应用于时间分辨成像中。为了增长荧光染料的寿命同时避免重金属配合物对细胞的毒性效应，有必要开发新型的长寿命的荧光染料。

针对这个问题，大连理工大学精细化工国家重点实验室宋锋玲教授研究组利用传统的荧光素染料，巧妙地通过引入芳香羰基化合物的方式，成功设计合成了两个不含有重金属兼具长寿命的具有热激活延迟荧光性质（TADF）的荧光素衍生物。研究人员首先通过在荧光素4,5位连上苯乙酮的方式，引入强吸电子的羰基官能团，利用其强的自旋轨道耦合作用而提高其系间窜越（ISC）能力，从而得到长寿命的三重态，此外，基于EL-Sayed规则，在保留羰基的基础上，通过连接噻吩酮的形式引入S原子，有效地增强系间窜越过程（ISC）而产生三重态，与该组之前的工作相比，两个新型化合物的延迟荧光寿命由之前的22.11μs（J. Am. Chem. Soc.,2014, 136(27): 9590-9597.）分别增长至34.91μs和52.05 μs。时间分辨效果显著。

相关工作发表在ChemPhotoChem，2017, 1, 79-83 DOI: 10.1002/cptc.201600027

作者：Yingnan Wu，Prof. Fengling Song*，Wenfang Luo，Zhiwei Liu，Prof. Bo Song and Prof.Xiaojun Peng

原文链接如下，http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cptc.201600027/full

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