Angew. Chem.：平面型AIEgen光敏剂设计新策略

来源：X一MOL资讯

荧光材料在生物医学及能源等领域具有巨大的应用前景，其中，聚集诱导发光材料（AIEgens）的开发引起了科学家的广泛关注并取得了长足发展。目前，平面型AIEgens的开发仍然有待研究，其面临的主要瓶颈是平面材料分子间极易发生π-π堆积而难以克服固有的聚集荧光淬灭现象。因此，探索简单有效的增强平面型AIEgens固体发光的方法，为其广泛应用奠定基础，显得尤为重要。近日，南方科技大学生物医学工程系李凯副教授课题组在平面型AIEgens固态发光的增强效应研究中取得最新进展，并进一步将该类平面型AIEgen光敏剂应用于多重耐药菌感染的治疗。

图1. 氟取代平面型AIEgens的设计策略。

在这项工作中，作者设计并合成了三对平面型AIEgen，基于激发态双键重整（ESDBR）效应的理论基础对其光物理性质进行了详细研究。结果表明，通过在芳香环中引入氟取代基，分子间的氢键作用可以有效限制聚集态环境中的分子运动，抑制其非辐射跃迁，进而显著提升AIEgen的聚集态量子产率。为了进一步研究此类AIEgens在溶液中的光物理特性，作者进行了势能面等理论计算，结果表明激发的DMA-AB-F分子可以有效地失活到S1垂直投射的S0态（S0//S1）。同时，作者进一步进行了粘度研究，确认了该类平面型AIEgens的ESDBR效应与粘度响应具有一定的关联性。此外，该类AIEgens具有随聚集而提升的AIE性能，同时可以有效增强其生成活性氧簇（ROS）的能力。

图2. 平面型AIEgens（DMA-AB-F和F-AB-DMA）在THF/ water中的紫外-可见光和荧光光谱。

作者进一步将该材料作为光敏剂，探索其在多重耐药菌感染的光动力治疗（PDT）中的效果。在体外实验中，DMA-AB-F分子显示出对多重耐药大肠杆菌（MDR E. coli）及耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）具有良好的杀伤效果。在动物实验中，作者建立了标准的小鼠三级烧伤感染模型来评估材料的灭菌效果。结果显示，经过光动力治疗的伤口恢复情况显著优于对照组，同时，光动力实验组样本的细菌数量也显著少于对照组，实验结果充分体现了DMA-AB-F作为AIEgen光敏剂具有优异的光动力抗菌疗效。

图3. 平面型AIEgen（DMA-AB-F）在小鼠模型中的抗菌研究。
在这项研究中，作者仅通过氟原子的取代，就可有效的利用分子内氢键作用来限制分子的运动、增加发光单元的晶体密度，从而使非辐射衰变速率降低一个数量级，得到具有高固态量子产率的平面型AIEgens。