图1. 激发多聚态介导的协同敏化上转换发光示意图

上转换发光是一种反斯托克斯光学过程，通常指吸收两个或多个近红外光子然后以辐射跃迁的方式发射出一个高能级光子的过程。由于近红外光在生物组织中的低光损伤和深穿透性，使得上转换发光在众多领域都有很好的应用前景。然而，已知的上转换发光机制主要集中在金属离子之间的直接能量转移过程，而有机配体的作用往往被忽视。此外，受限于敏化剂和活化剂之间的长距离能量转移的限制，在稀土配位超分子组装体系中实现上转换发光是非常具有挑战性的。

基于此，中国科学院福建物质结构研究所结构化学国家重点实验室孙庆福研究员团队在前期稀土功能化超分子配合物的研究基础上，报道了两类配体激发多聚态介导的新型超分子上转换发光现象。作者通过配体外围取代基的细微变化诱导金属中心立体构型的控制，设计出了两种不同拓扑结构的Ln₈L₁₂型配位超分子结构。此类准立方体构型的镧系有机组装体通过抑制分子内配体之间的取向和振动表现出特有的组装诱导激发多聚态特征。因此，尽管该类配合物中的镧系离子之间的距离大于1.4 nm， Yb₈(L₂)₁₂在980 nm激发下显示出前所未有的上转换多聚体的绿色荧光。此外，激发多聚态的能量还可以转移到部分掺杂的Eu³⁺上，进而在(Yb/Eu)₈L₁₂配合物中通过激发多聚态介导的协同敏化上转换机制实现了上转换红光发射。

激发多聚态介导的超分子上转换策略克服了长程能量转移的限制，有望使镧系配位超分子体系成为生物应用中的新型上转换发光材料。相关研究成果发表在《美国化学会志》（J. Am. Chem. Soc., 2023, DOI: 10.1021/jacs.3c06775），文章第一作者是国科大博士研究生段小芳。通讯作者是郭小青博士后和孙庆福研究员。该研究得到国家自然科学基金及国家重点研发计划等项目的支持。

文章链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/jacs.3c06775

（孙庆福课题组供稿）