(Aggregation-induced emission, AIE)现象的荧光团[22]。AIE 效应与 ACQ 效应完全相反,即 在稀溶液中不发光,但在在聚集态或固态下会发出较强的荧光。其形成机制是基于分子内旋 转受阻机理(Restriction of Intramolecular Rotation,RIR),分子内旋转导致激发态能量以非辐 射形式衰减,荧光发射减弱;当分子内旋转受阻时,非辐射哀减被抑制,激发态能量以辐射 形式产生强荧光[23]。此后,带有聚集诱导发光效应(AIE)的荧光生色团就被引入到功能高 分子的构建中。除了硅杂环二烯型化合物外,还有许多化合物都具有 AIE 性质,如环状多 烯型、多芳香取代乙烯型、腈取代二苯乙烯型等。四苯基乙烯(TPE)类物质是一类很典型 的 AIE 基团,由于其结构简单、合成简便、易功能化、AIE 效应明显等特点受到了广泛关 注,并且在许多新型领域都有广泛的应用。2015 年,Dong[24]等人制备了两种带有 TPE 侧基 的聚三苯胺,该聚合物可以作为缺电子的硝基芳香分子固态传感材料,与三硝基苯作用时展 现出高灵敏度和良好的可逆性。2017 年,Ding[25]等人合成了四种以不同长度的碳氢长链为 憎水部分,以三氮唑-[12]aneN3 为亲水部分,基于 TPE 的双亲分子,自组装成胶束后展现出 AIE 效应,发出较强荧光,具有较强的 pH 和光稳定性。(Fig。 1。1)该胶束可以用于标记基 因转移过程,DNA 传输和追踪未标记的基因的转移过程。这四种化合物也可以与 ctDNA 共 聚形成纳米颗粒从而改变其形态并且增强荧光发射。
Fig。1。1 Formation of AIE micelle and its application
1。3 基于主客体相互作用的超分子聚合物
1973 年,D.J.Cram 报道了一系列具有光学活性的冠醚,并在此基础上进一步提出了 主客体化学(Host-Guest Chemistry)的概念[3,4]:在超分子化学领域中,主客体化学描述的是由 两种或以上分子或离子按照特定的结构关系组合在一起的复合物,并且这些分子或离子是通
过共价键以外的力结合在一起的。而主-客体相互作用是基于非共价键相互作用(例如氢键、 电荷迁移、离子偶极、疏水作用等)的一种协同作用。基于大环的主客体体系被广泛地用于 超分子自组装聚合物的构建中,主体分子通常分为杯芳烃、柱芳烃、环糊精、葫芦脲、 冠 醚五类,客体分子通常是被包含于主体空腔内的有机分子等。其中冠醚是一类最简单的、最 具有吸引力的大环配体,它是阳离子和中性分子的主体,在超分子化学中被科学家广泛利用 的一类大环主体,它可以和二级铵盐、金属离子等发生络合。2011 年,Dong 等人[26]利用二 苯并 24-冠-8(DB24C8)和二苄基铵盐(DBA)间的主客体相互作用制备了一种具有双重 刺激响应性的超分子聚合物凝胶(Fig。 1。2)。并且发现柔性烷基长链有助于形成线性超分 子聚合物,在超分子凝胶中发挥了重要的物理连接作用。通过添加酸碱和升温降温可以控制 超分子聚合物凝胶的凝胶-溶胶转变。该凝胶可应用于生物医学领域,个人护理,药物输送 系统等。文献综述
Fig。1。2 Formation of a supramolecular polymer gel through self-assembly of monomer 3。
Fig。1。3 Supramolecular gel, its gel-sol transitions triggered by stimuli (temperature and PH), and supramolecular aggregates (glue-like viscous liquids and transparent films)。
2013 年,黄飞鹤[27]课题组利用一种基于冠醚的荧光共轭聚合物以及二级铵盐与冠醚之 间的主客体相互作用制备了一种超分子交联网络(Fig。 1。4)。他们发现聚合物链聚集时会发生 荧光淬灭现象,从而导致交联网络的荧光强度比线型聚合物要弱的多。但由于主客体相互作 用的多重刺激响应性的存在,可以利用加入 K2+、Cl-、调节 pH 值或升高温度等方法对该超 分子交联网络进行调控,荧光又会增强。该网络可以作为阴/阳离子传感器,pH 传感器,和 温度传感器,可用于溶液和薄膜。并且将这种交联网络制成的薄膜置于氨气氛围中,荧光也 会增强,说明它还可以用于气体检测。