[发明专利]具有双光子吸收特性的双核磷光铱配合物及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一类双核铱配合物磷光材料，具体是以芳香双炔作为连接基团，将两个离子型铱配合物连接在一起形成的化合物，其具有较强的双光子吸收性能，并具有上转换的磷光发射。

背景技术

双光子吸收是指在强光激发下，介质分子同时吸收两个光子，从基态跃迁到两倍光子能量的激发态的过程。荧光显微成像是研究活体生物的重要工具，而最通常的细胞成像方法则是使用单光子激发荧光团的单光子显微成像。近红外光源激发的双光子荧光探针克服了单光子荧光探针的光漂白与光致毒而更适于生物检测与成像，为生命科学研究提供了更为锐利的工具。近年来，有机双光子吸收材料在诸多领域，尤其是双光子荧光显微和成像中的应用得到了广泛的关注。设计和合成双光子吸收截面大和上转换荧光强的有机分子能大大促进双光子荧光显微成像在生物系统中的应用。

通过对强双光子吸收材料调研可以发现，当前人们对于强双光子吸收材料的研究已经不仅仅限于有机分子，配位化合物的双光子吸收和荧光性质引起了越来越多研究者的兴趣。目前文献上报道较多的配合物体系有三类：第一类是三氟化硼与β-二酮形成的配合物；第二类是由多齿氮氧配体与稀土金属离子形成的配合物；第三类是由多齿氮氧配体与过渡金属离子形成的配合物以及卟啉和酞菁之类的芳香性大环配体与金属离子形成的配合物。

近年来，具有磷光发射的重金属配合物具有优异的光物理性质，已被成功的应用于电致发光领域。另外，与有机发光材料相比，磷光重金属配合物具有发光效率高、斯托克斯位移大、发射寿命长等独特的光物理性质。这些性质对于其在离子传感和生物成像领域具有很好的应用前景。目前为止，基于磷光重金属配合物的双光子材料的研究还比较少，仅有的几篇报道中，其材料的发光效率和双光子吸收截面比较小，限制了其在双光子成像领域的应用。

发明内容

技术问题：本发明的目的在于提供一种具有较强双光子吸收特性的磷光双核铱配合物，其应具有较高的双光子吸收截面，并可以用于双光子离子探针、细胞成像和生物传感。

技术方案：本发明的一种具有双光子吸收特性的双核磷光铱配合物，为分子式如下所示的寡聚物：

其中，为下列基团中的一个，

其中，为下列基团中的一个，

其中，其中R₁-R₅为具有1至32个碳原子的直链、支链或者环状烷基链，相同或者不同。

该方法的合成路线如下：

具体是通过Sonogashira偶联反应制备得到芳香基取代的N^N配体，Sonogashira偶联反应的反应条件为Ph(PPh3)4/CuI/THF/NEt2；通过缩合反应得到溴取代的苯喹啉，再在丁基锂(n-BuLi)/-78℃/四氢呋喃(THF)反应条件下制备得到含有米基硼单元的C^N配体；然后通过配位反应制备得到相应的配合物。

所述的具有双光子吸收特性的双核磷光铱配合物的应用，用于单光子或双光子激发诱导的氟离子探针。

所述的具有双光子吸收特性的双核磷光铱配合物的应用，用于生物成像和荧光传感器领域。

有益效果：本发明的双核磷光铱配合物在溶液中具有强的磷光发射，在溶液中730-840nm的飞秒钛宝石激光器激发下，可获得强上转换磷光发射；

本发明的双核磷光铱配合物在溶液中双光子吸收截面最大可达到481 GM(以香豆素作为参比)。

基于以上优点，本发明的双核磷光铱配合物在双光子激发诱导的氟离子探针、时间分辨成像、双光子荧光显微成像和生物荧光传感器领域具有重要的应用前景。

附图说明

图1.实施例1中化合物(dL)的单光子和双光子激发的光谱图。

图2.实施例2中化合物(dIr)的单光子和双光子激发的光谱图。

图3.实施例1和实施例2中两种化合物(dL和dIr)的双光子吸收光谱图。

图4.实施例2中化合物(dIr)的双光子激发诱导下的PL谱对氟离子的响应图。

图5.实施例2中化合物(dIr)的选择性测试。

具体实施方式

本发明的具有较强双光子吸收特性的磷光双核铱配合物，它是以芳香双炔作为连接基团，将两个离子型铱配合物连接在一起形成的双核铱配合物，其通式为：

其中，为下列基团中的一个，

为下列基团中的一个，