新型具聚集诱导发光性能传感器试纸条的研究

The research on sensors with good performance has attracted more and more interests, due to their high scientific significance and huge practical applications, some of which have been utilized in the environment monitoring, food inspection, transportation safety, and medical diagnosis. However, the utilization of many sensor is a little tedious, and heavily dependent on expensive instruments. In contrast, the "visual seen" test strips possesses the advantages of convenience, low-cost, on-site, etc. But, the low detection limit, derived from the aggregation induced quenching effect of luminogens, hampers their wide applications. With the aid of the special characteristic of aggregation induced emission (AIE) and the corresponding high quntum yields in solid state, we plan to introduce the AIE moieties into the designed novel sensors, prepare different types of "turn-on" sensors with AIE properties toward different analysts, including ions, molecules and biomacromolecules, develop new sensing methods, and summarize the relationship between the structure and property. Also, we will explore the practical applications of the nove designed test strips based on the "turn-on" AIE sensors.

高性能传感器的研究具有重要的理论意义和巨大的实际应用价值，不少高性能的传感器已经在环境监测、食品检查、交通安全、医疗诊断等方面发挥巨大的作用。但是，绝大部分传感器的使用较为繁琐，很大程度上依赖于各种昂贵的仪器。相对而言，可“目视化”的荧光试纸条具有便携、实时、低成本等优点，可是，由于荧光分子的猝灭效应，试纸条相对较低的检测限限制了其普遍应用。借助聚集诱导发光材料独特的固态高荧光效率，我们拟将聚集诱导发光分子片段引入新型传感器的设计中，制备多个系列高亮度、“turn-on”型荧光传感器的试纸条，实现现场中快速、灵敏地检测各种离子、中性分子和生物大分子，发展多种检测的新方法，总结“turn-on”型荧光传感器分子结构与性能之间的构性关系，研究这种设计策略的应用范围，并对得到的高性能传感器积极探索其商品化途径。

高性能传感器的研究具有重要的理论意义和巨大的实际应用价值，不少高性能的传感器已经在环境监测、食品检查、交通安全、医疗诊断等方面发挥巨大的作用。但是，绝大部分传感器的使用较为繁琐，很大程度上依赖于各种昂贵的仪器。相对而言，可“目视化”的荧光试纸条具有便携、实时、低成本等优点，可是，由于荧光分子的猝灭效应，试纸条相对较低的检测限限制了其普遍应用。借助聚集诱导发光材料独特的固态高荧光效率，经过四年的系统探索，成功获得具有实际成果转化价值的高性能探针，总结了相关的构性关系及分子设计规则，成功获得了高灵敏、高选择性的汞离子检测试纸条，其检测限达到1.0×10-7 M (20 ppb)，低于工业废水中汞离子的排放标准(50 ppb)；提出EB修饰新方法并成功获得低毒性、高性能EB衍生物探针；获得了第一例具有光诱导室温磷光性能的纯有机分子，开展了较为系统的纯有机室温磷光分子研究，并率先应用到动物活体的磷光成像方面，极大推动此领域的研究进程。.这些工作总结在标注了本基金项目号的62篇(含刚接受论文4篇)论文中，其中影响因子大于10的论文14篇，5至10之间论文27篇，暂无影响因子杂志论文13篇(包括Matter、Research、Small Methods、Mater. Chem. Front.)。在此项目运行期间，共毕业博士生14名，硕士生10名；受邀在各种学术会议上做邀请报告15次。授权国家发明专利6项。