四苯基乙烯螺旋桨式的分子结构使得它在稀溶液中因为单键的旋转而几乎不发光，但在 聚集状态或固态薄膜形态下，分子内旋转受到限制，中断了分子的非辐射能量衰减通道，从 而大幅增加了分子的荧光发射强度[7]。最近，国内外许多科学研究者通过分子工程，开发了 各种 TPE 衍生物功能材料，并在荧光探针、检测生物大分子、有机电致发光器件、细胞成像 以及爆炸物等生物/化学传感器等领域都具有巨大的潜在应用价值。

本部分将分别以四苯基乙烯为生色团的荧光衍生物功能材料和以基于金属配位和主客 体相互作用的分级自组装超分子凝胶聚合材料作为讨论对象，简单介绍二者的应用与发展。 1。2 以四苯基乙烯为生色团的荧光衍生物功能材料论文网

1。2。1 四苯乙烯发光机理：聚集诱导发光（AIE）

传统的发光材料在溶液状态下能发出强烈的荧光，而在聚集态或者薄膜状态下荧光减弱 甚至猝灭，即聚集导致荧光猝灭（Aggregation-caused quenching，ACQ）[8]，这大大限 制了此类荧光团的应用。然而，一些分子恰恰相反，其在溶液中发出微弱的荧光或不发光， 而在聚集状态下发射出强烈的荧光，即聚集诱导发光（Aggregation-induced emission， AIE） 效应。 唐本忠课题组经过长期的研究发现， 分子内旋转受限（ Restriction of Intramolecular Rotation，RIR）[9]是解释 AIE 现象的主要机理。例如，TPE 作为典型的 AIE 分子，其外围是通过单键相连的芳香族取代基，在溶液状态下，芳香族取代基可绕单 键自由旋转，将吸收的能量以分子振动或转动形式释放，形成一个非辐射能量衰减通道；当

AIE 分子处于聚集状态时，分子间距缩短，空间受到限制，芳香族取代基自由旋转受到限 制，非辐射能量衰减通道受到抑制，受光照激发后，只能通过辐射衰变的形式发射出光子， 从激发态回到基态，从而发射出荧光。迄今为止，具有 AIE 效应的 TPE 衍生物已被广泛应 用。

1。2。2 具有 AIE 效应的四苯基乙烯衍生物的应用

AIE 这个概念自首次提出以来，便吸引了研究学者的广泛关注。短短十几年间，科学 家们便设计开发了大量应用于不同领域的 AIE 功能材料，推动了荧光技术的创新与发展。 到目前为止，AIE 材料已应用于多个高科技领域。在本节中，我们将重点讨论具有 AIE 效 应的四苯基乙烯衍生物在荧光探针方面的应用。

早期，AIE 材料应用于荧光探针的领域主要是过渡金属离子的检测。工业污染导致大 量的水资源被破坏，过度地开发和不合理地开采矿石资源造成了重金属污染日益严重，尤其 是重金属。在开采过程中，往往由于技术手段的落后以及处理过程中的不合理操作，往往致 使大量金属离子的外泄流入自然界，进而通过食物链的富集在生物体的体内进行累积，严重 影响生态系统的平衡。人类作为食物链顶端的生物，受到重金属污染是最为严重的。因此， 开发出一种高效便捷的金属探测手段，是目前众多科研工作者的亟待解决的任务。金属荧光 探针以其特有的优势走入了科学家们的视野中。

2012 年，Liu 等[10]以苯并-15-冠-5 和金属离子钾之间的主客体相互作用制备了一种 基于四苯基乙烯衍生物的金属荧光探针。如图 1 所示，该荧光探针是由四周都是冠醚团的

分子 1 构成。它在溶液状态下是不发射荧光，但是随着金属离子钾不断加入，形成了交联

网状超分子聚合物，使得分子内 TPE 基团的内旋转受阻，非辐射能量只能以光能的形式散 发出去，因而发出很强的荧光。当钾离子浓度达到约 20 µM 后，最大发射波长 460 nm 处 的荧光强度达到最大（图 2a 和 b）；在 365 nm 的紫外光照射下，荧光颜色呈现出由黑到蓝 的变化（图 2 c）。因此，该超分子聚合物可以用来作为金属钾离子的荧光探针。