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    Luminescence induite par l'auto-assemblage de complexes Eu3+ pour une application de bio-imagerie

    Crédit :CC0 Domaine public

    Les propriétés uniques des complexes de terres rares (RE), y compris le transfert d'énergie sensibilisé aux ligands, émissions de type empreinte digitale et émissions à longue durée de vie, en faire des matériaux prometteurs pour de nombreuses applications, comme le codage optique, imagerie/détection de luminescence et détection de luminescence à résolution temporelle. En particulier, l'utilisation de matériaux luminescents RE pour l'imagerie in vitro et in vivo peut facilement éliminer l'autofluorescence des organismes et toute interférence de la fluorescence de fond. Cependant, la plupart des complexes RE ont une solubilité et une stabilité médiocres en solution aqueuse, et leur luminescence peut être facilement éteinte par X-H à proximité (X =O, N, C) oscillateurs, ce qui limite leurs applications ultérieures dans les solutions aqueuses et la bio-imagerie. Par conséquent, l'amélioration des performances de luminescence ainsi que la dispersibilité est devenue un enjeu clé pour étendre l'application des complexes RE. Jusqu'à maintenant, des efforts importants ont été consacrés à l'augmentation de l'intensité de luminescence des complexes RE, comme l'augmentation de la rigidité structurelle, ajuster les numéros de coordination, remplacer les liaisons C-H du ligand par des liaisons C-F et modifier les caractéristiques de donneur d'électrons ou d'attracteur d'électrons des substituants.

    Récemment, matériaux d'émission induits par l'assemblage, tels que les matériaux de phosphorescence à température ambiante et les luminogènes d'émission induite par l'agrégation sont devenus des points chauds de la recherche. Par rapport à ces matières émettrices, Les complexes RE possèdent un mécanisme de luminescence sensibilisée relativement compliqué. Dans les processus de sensibilisation des complexes RE, le transfert d'énergie de l'état triplet excité des ligands à l'état excité des ions RE est la principale cause d'émission. Par conséquent, l'augmentation de la possibilité de croisement intersystème vers l'état excité du triplet de ligand et la réduction de la décroissance non radiative seraient bénéfiques pour la luminescence des complexes RE.

    Des études récentes ont montré que l'assemblage supramoléculaire peut construire des nanostructures hautement dispersibles dans l'eau grâce à une force intermoléculaire non covalente, ce qui permettrait aux complexes RE d'être appliqués dans plus de domaines. Cependant, il est difficile de prédire l'assemblage et de contrôler la distribution granulométrique en dispersant simplement les complexes RE dans les matrices hôtes. Comme on le sait, auto-assemblage entraîné par des forces intermoléculaires, tels que hydrophobe-hydrophobe, liaison hydrogène, et empilement aromatique π - π, a un haut degré d'orientation et de prévisibilité, et est une stratégie puissante pour synthétiser des nanostructures avec des tailles et des formes précises. À la fois, de telles forces d'interaction intermoléculaire peuvent modifier la distance intermoléculaire, limiter la rotation des molécules de ligand, et réguler le transfert d'énergie des ligands aux ions centraux RE.

    Ici, une nouvelle stratégie a été proposée pour obtenir une Eu contrôlée par la taille 3+ -des nanoparticules complexes (Eu-NPs) avec des caractéristiques de luminescence induite par auto-assemblage (SAIL) sans encapsulation ni hybridation. L'UE amphiphile 3+ -complexe possédant des ligands dérivés du carbazole, avec une structure électronique fortement conjuguée π-π, pourrait s'auto-assembler en Eu-NPs avec une excellente dispersibilité dans l'eau et une taille de particule contrôlable en solution aqueuse. Les chercheurs ont envisagé que l'ajustement de la polarité moléculaire des ligands et le transfert des complexes RE de la phase organique à la phase aqueuse pourraient amener les complexes RE à s'assembler en NP avec une bonne dispersibilité dans l'eau. En étudiant l'évolution des durées de vie de luminescence et des rendements quantiques en solution aqueuse, ils ont découvert que l'auto-assemblage pouvait protéger efficacement les molécules d'eau dans le centre luminescent et ainsi réduire l'effet d'extinction des molécules d'eau de la vibration de la liaison O-H. Et quand les molécules s'auto-assemblent, ils se restreignent mutuellement et le mouvement à l'intérieur des molécules est restreint.

    Cela limitera considérablement la rotation ou la vibration intramoléculaire de l'UE 3+ -complexes, entraînant ainsi l'amélioration de la luminescence dans des conditions aqueuses. Aussi, ce système pourrait être utilisé pour des applications de bio-imagerie pour la détection de la température et du HClO par fluorescence à l'état d'équilibre et dosage en temps résolu. Dans ce sens, l'activité SAIL du système de complexes RE auto-assemblés proposé ici a inauguré la tendance au développement de systèmes de conversion de lumière RE et leur intégration dans les applications de bio-imagerie et de thérapie.


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