2025年中國分析測試科學獎二等獎：金屬有機骨架設計及化學測量應用
完成單位：上海工程技術大學，南開大學，天津大學，天津理工大學
完成人：尹學博,夏炎,程月,尹華卿
成果簡介：該成果屬于分析化學基礎研究領域。分析化學已由定性和定量發展為更廣泛的化學測量。項目系統開展金屬有機骨架（MOFs）設計、功能化及應用。1. 構建了配體-金屬，客體包埋，多金屬、多配體及多MOFs等多發光MOFs體系，實現了比例型傳感、可視化檢測、多目標物分析、顏色調制及新型防偽編碼等化學測量應用；2. 研究AIE配體-鑭系MOFs發光行為，發現了“配位誘導發光”現象，與“聚集誘導發光（AIE）”同屬旋轉受限發光，豐富了旋轉受限發光內容。構建了配體電子能級標尺，以此修正了天線效應發光的能量差閾值；3. 開發了MOFs基成像引導的藥物智能釋放系統，發展了成像引導的光動力、化動力和光熱等非藥物多模式治療策略，實現了級聯催化放大治療，遞進式的提升治療效果，降低耐藥性和毒副作用。應邀在Acc. Chem. Res.撰寫綜述，總結多發光MOFs設計及化學測量應用的工作。項目得到三項國家自然科學面上項目資助，發表SCI收錄論文21篇（SCI他引2213次，ESI高被引論文5篇），10篇代表作發表在J. Am. Chem. Soc.，Acc. Chem. Res.，Adv. Mater.，Adv. Funct. Mater.，Anal. Chem.和Chem. Mater.等期刊（SCI他引1459次）入選，獲授權發明專利3件。研究成果受到唐本忠院士，閻錫蘊院士，馬勝前教授和周宏才教授等的高度評價和引用，并被X-MOL、CBG資訊和知乎等學術平臺專欄報道。
創新點及科學價值：充分利用金屬有機骨架（MOFs）的可設計性，構建了系列多發光MOFs體系，驗證了旋轉受限發光機制，修正了天線效應發光過程閾值，開發了基于MOFs的診療探針，實現了更廣泛的化學測量應用。
通過金屬有機骨架設計及功能化，構建了系列多發光材料，構建了低毒、低耐藥性的成像引導的治療體系。
系統研究了AIE配體-鑭系離子MOFs的發光行為，發現了“配位誘導發光”現象，與“聚集誘導發光”同屬旋轉受限發光，但與“聚集誘導發光”不同的是配位誘導發光波長逐漸藍移，表明配位過程配體結構發生扭曲，增大LUMO和HOMO能級差。豐富了旋轉受限發光內容。
天線效應發光是配體吸收光子敏化鑭系離子的發光現象，但一直采用的經驗能級差數據（Latva’s rule）,而且是個范圍 2500-5000 cm-1。我們利用不同配體構建了電子能級標尺，首次從實驗上明確了天線效應配體三線態和鑭系離子激發態能量差閾值為3000 cm?1及獲得優化增強發光的閾值為5000 cm?1。
社會經濟效益：該成果屬于基礎研究，構建的多發光材料有望應用于疾病標志物檢測，環境分析及新型防偽等領域。發現的“配位誘導發光”現象及更新的天線效應能量差閾值將極大促進光學相關研究與應用。開發的成像引導的治療體系有望發展為低耐藥性和低毒副作用的診療新方法。
應用前景：該項目屬基礎研究，相關多發光體系驗證了其環境分析，疾病標志物檢測和信息加密等應用前景。發展的非藥物診療體系希望解決化療耐藥性和毒副作用等問題。
