具有AIE效应的共轭高分子的研究现状
摘要：噻咯衍生物在稀溶液中不产生任何荧光，但在聚集态或者固态薄膜中表现出优异的荧光特性，这种特殊的发光现象被称为聚集诱导发光（aggregation-induced emission , AIE）。AIE分子有噻咯、四苯基乙烯及其衍生物等，经过分子设计可以制备出相应共轭小分子探测器，并以由“关”转变为“开”的荧光响应机制应用于生物大分子检测，真核细胞影像筛查，核酸酶和乙碱胆碱酶的活性及其抑制剂的筛选，离子探测以及爆炸物检测。
关键词：AIE效应;荧光探针;生物细胞检测，爆炸物检测。
一、文献综述
高效发光材料在电子、生物、医药等领域都具有潜在的应用价值，因此也越来越受到广大科学工作者的关注。荧光探针具有灵敏度高、选择性好、操作简捷，费用低、响应迅速、检出限低等突出的优点，在生命科学、材料科学、环境科学、信息科学等众多领域显现出良好的应用前景，[1-4]也成为了当前检测、探明生命体系中各个重要物种的有效方法，所以对荧光探针的研究受到越来越多的学者的关注。
传统的有机荧光生色团一般是具有大pi;-共轭体系的刚性平面分子，在溶液状态下具有很好的发光性能，而在聚集态（薄膜或者晶体）时往往会因为相邻分子间的pi;-pi;堆积，呈现出发光效率降低甚至是不发光的现象，即典型的聚集导致荧光猝灭（aggregation-caused quenching，ACQ）效应。[5]
2001年，唐本忠课题组[6]研究发现了一系列噻咯衍生物，其在溶液中不发光或者发光很弱，但在聚集态或固态下表现出优异的荧光特性，这种现象与传统的ACQ现象截然相反，他们将这种现象称为聚集诱导发光（aggregation-induced emission，AIE）。究其机理是在稀溶液中,AIE分子以孤立的分子形态存在,能够经过激烈的分子内转动和振动,使激发态分子通过非辐射跃迁方式衰减到基态，因而基本无荧光发射。而在聚集态下,由于有了空间位阻等物理约束而使得分子内转动受到限制从而阻断非辐射跃迁方式,打开了辐射衰减的途径，大大增强了分子的荧光发射。
近年来，随着全球恐怖主义的威胁，爆炸物探测成为国际关注的问题。此外，军用炸药的广泛使用也引起了人们对环境污染和公共卫生保健的关注。因此，爆炸物的超灵敏和超选择性探测在反恐行动、国土安全、平民安全和环境保护方面发挥着至关重要的作用。[7,8]目前，由于聚集态的高荧光性，AIE材料已被积极应用于爆炸物检测，在已开发的活性聚合物材料中，具有线性或超支化结构的活性聚合物表现出独特的优点，与它们的小分子同源物相比，它们通常表现出更快的响应，在较低的分析物浓度下更大的放大信号，以及易于制造的装置。
如图1所示，与四苯基乙烯(TPE)的典型AIE部分的性能形成鲜明对比，其发射几乎随着苦味酸(PA，市售炸药)浓度的增加而线性猝灭，而PACT在高PA浓度下向上弯曲，表现出独特的超放大猝灭效应。[9]
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