基于三线态-三线态湮灭的光子频率上转换与湮灭剂共价修饰的有机光敏剂

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51573002
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    64.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E03.有机高分子材料
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

The generation of higher energy photons excited by lower energy photons is known as photon upconversion. The general mechanisms for photon upconversion are mainly multi-photon absorption, parametric processes, second harmonic generation, and triplet-triplet annihilation (TTA). Photon upconversion based on TTA can be realized under non-coherent low power (mW•cm-2) light source. Moreover, the usage of organic molecules allows easy adjustment of excitation and emission wavelength and enhances the overall upconversion efficiency. In this project, we aims to design long excited state lifetime photosensitizers by fabricating suitable organic chromophore and “energy reservoir” according to reversible electronic energy transfer strategy. The novel sensitizers can accelerate intermolecular triplet triplet energy transfer and improve the TTA upconversion efficiency. We plan to adopt 2,7-di-tert-butylpyrene (DBP) as “energy reservoir” to prolong the excited state lifetime of tris(cyclometalated) iridium(III) complex which will be used as core sensitizers. As DBP is also a photo stable annihilator, we also propose that “annihilator appended sensitizers” strategy can enhance the TTA upconversion efficiency. This project will have the following expected achievements: 1) to obtain a series of organic photosensitizers with long phosphorescence lifetimes and improve the efficiency of TTA upconversion; 2) to provide the general strategy of “annihilator appended sensitizers” for the TTA upconversion; 3) to apply these sensitizers as oxygen sensors, singlet oxygen sensitizers, photochemical catalysts, etc.
低能量的光子转化成高能量光子的过程被称为光子频率上转换,可以通过多光子吸收、参量过程、二次谐波或三线态-三线态湮灭(TTA)等方式实现。TTA上转换不仅可使用非相干的弱光源激发来实现,有机分子的使用还可以方便地调节转换波长并有效提高上转换的总体效率。本课题的目标是通过选择合适发色团和“能量库”,结合能量传递平衡态策略,设计长激发态寿命的敏化剂,促进分子间的三线态-三线态能量传递,从而提高TTA上转换的效率。拟采用三环金属化铱(III)配合物为核心敏化剂,叔丁基芘为“能量库”延长敏化剂的激发态寿命。同时,叔丁基芘还是光稳定的湮灭剂,因此我们提出“湮灭剂共价修饰敏化剂”可以增强TTA上转换效率。本项目的成功实施可以获得一系列长磷光寿命的有机光敏化剂,提高所涉及的光子上转换效率;为TTA上转换提供一种通用的“湮灭剂共价修饰敏化剂”策略;该类敏化剂还可用于氧气传感、单线态氧敏化、光化学催化等领域。

结项摘要

低能量的光子转化成高能量光子的过程(光子频率上转换)可以通过多光子吸收、参量过程、二次谐波或三线态-三线态湮灭(TTA)等方式实现。TTA上转换不仅可使用非相干的弱光源激发来实现,有机分子的使用还可以方便地调节转换波长并有效提高上转换的总体效率。本项目通过选择合适发色团和“能量库”,结合能量传递平衡态策略,设计长激发态寿命的敏化剂,促进分子间的三线态-三线态能量传递,从而提高TTA上转换的效率。研究中采用了三环金属化铱(III)配合物为核心敏化剂,叔丁基芘为“能量库”延长敏化剂的激发态寿命;同时,叔丁基芘作为光稳定的湮灭剂,验证了我们提出的“湮灭剂共价修饰敏化剂”可以增强TTA上转换效率的推论。为了探究敏化剂分子结构与上转换效率之间的构效关系,我们进行了详细的光物理过程研究,阐明了双色团敏化剂提高上转换效率的具体机理。通过本项目的成功实施,获得了一系列长磷光寿命的有机光敏化剂,提高了所涉及的光子上转换效率;为TTA上转换提供了一种通用的“湮灭剂共价修饰敏化剂”策略;我们的工作还发现该类敏化剂可用于氧气传感、单线态氧敏化、光化学催化等领域。应当说,申请书的各项任务均按计划得以实施,研究目标顺利完成,取得了很好的研究结果。

项目成果

期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Enhanced Triplet Sensitizing Ability of an Iridium Complex by Intramolecular Energy-Transfer Mechanism
通过分子内能量转移机制增强铱配合物的三重态敏化能力
  • DOI:
    10.1021/acs.jpca.8b04807
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Journal of Physical Chemistry A
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Guo Xinyan;Chen Qi;Tong Yujie;Li Yao;Liu Yiming;Zhao Dahui;Ma Yuguo
  • 通讯作者:
    Ma Yuguo
Building a Cocrystal by Using Supramolecular Synthons for Pressure-Accelerated Heteromolecular Azide-Alkyne Cycloaddition
利用超分子合成子进行压力加速杂分子叠氮化物-炔环加成反应构建共晶
  • DOI:
    10.1002/chem.201900391
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Chemistry - A European Journal
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Meng Xiao;Chen Changqing;Deng Xinyuan;Wang Zhangyuan;Chen Qi;Ma Yuguo
  • 通讯作者:
    Ma Yuguo
Iridium-Based High-Sensitivity Oxygen Sensors and Photosensitizers with Ultralong Triplet Lifetimes
具有超长三重态寿命的铱基高灵敏度氧传感器和光敏剂
  • DOI:
    10.1021/acsami.5b07860
  • 发表时间:
    2016-02-17
  • 期刊:
    ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Jiang, Xinpeng;Peng, Jiang;Ma, Yuguo
  • 通讯作者:
    Ma, Yuguo
An intracellular anchor regulates the distribution of bioactive molecules
细胞内锚调节生物活性分子的分布
  • DOI:
    10.1039/c6cc05385h
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Chemical Communications
  • 影响因子:
    4.9
  • 作者:
    Wang Jianwu;Li Shengliang;Chen Hui;Hu Rong;Li Meng;Lv Fengting;Liu Libing;Ma Yuguo;Wang Shu
  • 通讯作者:
    Wang Shu
New Bichromophoric Triplet Photosensitizer Designs and Their Application in Triplet-Triplet Annihilation Upconversion
新型双发色三重态光敏剂设计及其在三重态-三重态湮没上转换中的应用
  • DOI:
    10.1002/adom.201700981
  • 发表时间:
    2018-02-19
  • 期刊:
    ADVANCED OPTICAL MATERIALS
  • 影响因子:
    9
  • 作者:
    Guo, Xinyan;Liu, Yiming;Ma, Yuguo
  • 通讯作者:
    Ma, Yuguo

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力诱导化学变化在聚合物材料中的应用
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  • 发表时间:
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  • 通讯作者:
    舒欢
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    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    陈昊

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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