稀土配合物雙光子吸收誘導熒光的研究.pdf

1、近年來，稀土有機配合物的雙光子吸收誘導熒光的研究和應用成為令人關注的熱點。因為稀土離子具備獨特的光學性質，如色純度高、發(fā)光壽命長等，再加上雙光子熒光顯微所具有的穿透深度大，對活體細胞的光致?lián)p傷小，分辨率高的優(yōu)點，因此具有雙光子吸收誘導熒光的稀土配合物在生物體系成像和臨床檢測等諸多領域獲得廣泛的應用。 本論文主體工作以超快光譜方法為研究手段，以新稀土配合物為研究對象，從理論和實驗兩方面研究新稀土配合物中的雙光子吸收誘導熒光的新機制

2、，為發(fā)展雙光子吸收誘導熒光的新稀土配合物奠定理論基礎和實驗依據(jù)。 為提高銪配合物的雙光子吸收截面和擴展雙光子吸收波段，我們研究了通過離子締合方法把銪配合物和高雙光子吸收化合物結合的體系Eu（tta）4·DEASPI。即把雙光子吸收截面很大的陽離子基團DEASPI通過離子締合成為銪的雙光子吸收誘導熒光的敏化劑。此研究的實驗和理論結果表明： （1）陽離子基團可以成為銪離子（Ⅲ）有效的單光子與雙光子的敏化劑。首次實現(xiàn)了銪配合物

3、在1.06μm超短脈沖激光激發(fā)下銪離子（Ⅲ）的強雙光子吸收誘導熒光，相比于通過配體向銪離子能量傳遞方式，敏化波長大大地向長波方向進行了延伸，對于銪離子熒光探針在生物光學窗口中的應用有著重要的意義。 （2）在Eu（tta）4·DEASPI體系中，銪離子存在兩個敏化劑，分別是配體TTA和陽離子DEASPI。借助于配體的線性吸收波段（紫外波段），陽離子的線性吸收波段（可見波段），雙光子吸收波段（近紅外波段），使得Eu（tta）4·DE

4、ASPI的敏化波段覆蓋從紫外，可見到近紅外波段，實現(xiàn)了多波段的激發(fā)。 （3）研究揭示了高效雙光子吸收有機化合物與銪配合物形成的陰陽離子締合物中的能量傳遞的物理機制，得出能量傳遞是借助DEASPI的電荷轉移激發(fā)態(tài)，通過Forster能量傳遞機制進行的結論。該種能量傳遞機制不同于通常使用的配體向稀土離子能量傳遞的Dexter機制，拓展了稀土離子敏化發(fā)光的機制。 為發(fā)展銳帶吸收超高效銪發(fā)光新材料，： （1）首次合成了一

5、種新的銪配合物。在配位場的作用下，使銪的禁阻躍遷解禁，實現(xiàn)特別高效率的發(fā)光。實現(xiàn)波長位于465nm的銪的7F0→5D2躍遷高解禁度，這發(fā)現(xiàn)將為藍光LED芯片無紅光熒光粉開辟一條解決途徑。 （2）更突出的是這種新的銪配合物的雙光子吸收特別強，其雙光子誘導熒光強度是常用的銪f—f雙光子躍遷強度的近百倍。 （3）通過對配合物雙光子激發(fā)譜的測量發(fā)現(xiàn)，中心波長在930 nm對應于解禁躍遷7F0→5D2的雙光子吸收峰的半高寬（FWH