水溶性含铱配合物的刚柔嵌段共轭聚合物的合成及其生物传感应用

水溶性共轭聚合物由于其特殊的光电性质满足了新一代生物传感材料对高灵敏度、高选择性、操作简便和实时响应的要求日趋受到各方的关注。本课题提出开发新型的含有重金属铱配合物的水溶性嵌段共轭聚合物传感材料，即通过在聚芴主链上引入磷光发射的重金属铱配合物，并利用聚芴和铱配合物之间的能量转移效率会随分子链构型和聚集态变化而变化的特性来实现对生物分子的检测；同时采用刚柔嵌段共轭聚合物的结构，以达到简化功能性基团引入的目的；进一步从改变配合物的含量以及聚合物的电荷、功能性基团、刚柔链长度等，研究聚合物在不同环境下的物性变化以及聚合物同生物分子之间的相互作用；最终获得高灵敏度高、高选择性、操作稳定的生物传感材料。

水溶性共轭聚合物由于其特殊的光电性质满足了新一代生物传感材料对高灵敏度、高选择性、操作简便和实时响应的要求日趋受到各方的关注。但是该类有机荧光材料一般有较小的Stokes位移和较短的荧光寿命，小的stokes位移不可避免的增加了入射光的干扰，短的荧光寿命使得现有的检测手段很难区分内源性荧光物质和探针的信号，从而增加了背景干扰。与有机荧光材料相比，重金属磷光配合物具有较大的Stokes位移和较长的发射寿命，长的发射寿命有利于使用时间分辨技术使磷光信号与背景的荧光信号相区分。本项目首先详细研究了导致共轭高分子聚集态变化的因素并从分子形态结构上改变开发了基于嵌段和接枝的共轭高分子，有效提高了蓝光材料发光效率；进一步将发光效率高、色度纯的红色磷光基团离子型铱配合物引入蓝光聚芴类共轭高分子主链，并利用聚芴和铱配合物之间的能量转移效率会随分子链构型和聚集态变化而变化的特性来实现对生物分子的检测；进一步从改变配合物的含量以及聚合物的电荷、功能性基团等，研究聚合物在不同环境下的物性变化以及聚合物同生物分子之间的相互作用；最终获得高灵敏度高、高选择性、操作稳定的生物传感及成像材料，为进一步提高材料检测灵敏度、抗干扰能力和检测范围等实用性指标提供新的思路和理论依据；此外，研究者在对共轭高分子与铱配合物的基础上将共轭高分子与功能性无机纳米粒子结合，研究了该类复合材料的光磁特性，进一步拓展了共轭高分子在生物成像方面的应用领域。