獲獎項目簡介
2025年中國分析測試科學(xué)獎二等獎：金屬有機骨架設(shè)計及化學(xué)測量應(yīng)用
完成單位：上海工程技術(shù)大學(xué)，南開大學(xué)，天津大學(xué)，天津理工大學(xué)
完成人：尹學(xué)博,夏炎,程月,尹華卿
成果簡介：該成果屬于分析化學(xué)基礎(chǔ)研究領(lǐng)域。分析化學(xué)已由定性和定量發(fā)展為更廣泛的化學(xué)測量。項目系統(tǒng)開展金屬有機骨架（MOFs）設(shè)計、功能化及應(yīng)用。1. 構(gòu)建了配體-金屬，客體包埋，多金屬、多配體及多MOFs等多發(fā)光MOFs體系，實現(xiàn)了比例型傳感、可視化檢測、多目標物分析、顏色調(diào)制及新型防偽編碼等化學(xué)測量應(yīng)用；2. 研究AIE配體-鑭系MOFs發(fā)光行為，發(fā)現(xiàn)了“配位誘導(dǎo)發(fā)光”現(xiàn)象，與“聚集誘導(dǎo)發(fā)光（AIE）”同屬旋轉(zhuǎn)受限發(fā)光，豐富了旋轉(zhuǎn)受限發(fā)光內(nèi)容。構(gòu)建了配體電子能級標尺，以此修正了天線效應(yīng)發(fā)光的能量差閾值；3. 開發(fā)了MOFs基成像引導(dǎo)的藥物智能釋放系統(tǒng)，發(fā)展了成像引導(dǎo)的光動力、化動力和光熱等非藥物多模式治療策略，實現(xiàn)了級聯(lián)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(yīng)邀在Acc. Chem. Res.撰寫綜述，總結(jié)多發(fā)光MOFs設(shè)計及化學(xué)測量應(yīng)用的工作。項目得到三項國家自然科學(xué)面上項目資助，發(fā)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(fā)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(quán)發(fā)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(xué)術(shù)平臺專欄報道。
創(chuàng)新點及科學(xué)價值：充分利用金屬有機骨架（MOFs）的可設(shè)計性，構(gòu)建了系列多發(fā)光MOFs體系，驗證了旋轉(zhuǎn)受限發(fā)光機制，修正了天線效應(yīng)發(fā)光過程閾值，開發(fā)了基于MOFs的診療探針，實現(xiàn)了更廣泛的化學(xué)測量應(yīng)用。
通過金屬有機骨架設(shè)計及功能化，構(gòu)建了系列多發(fā)光材料，構(gòu)建了低毒、低耐藥性的成像引導(dǎo)的治療體系。
系統(tǒng)研究了AIE配體-鑭系離子MOFs的發(fā)光行為，發(fā)現(xiàn)了“配位誘導(dǎo)發(fā)光”現(xiàn)象，與“聚集誘導(dǎo)發(fā)光”同屬旋轉(zhuǎn)受限發(fā)光，但與“聚集誘導(dǎo)發(fā)光”不同的是配位誘導(dǎo)發(fā)光波長逐漸藍移，表明配位過程配體結(jié)構(gòu)發(fā)生扭曲，增大LUMO和HOMO能級差。豐富了旋轉(zhuǎn)受限發(fā)光內(nèi)容。
天線效應(yīng)發(fā)光是配體吸收光子敏化鑭系離子的發(fā)光現(xiàn)象，但一直采用的經(jīng)驗?zāi)芗壊顢?shù)據(jù)（Latva’s rule）,而且是個范圍 2500-5000 cm-1。我們利用不同配體構(gòu)建了電子能級標尺，首次從實驗上明確了天線效應(yīng)配體三線態(tài)和鑭系離子激發(fā)態(tài)能量差閾值為3000 cm?1及獲得優(yōu)化增強發(fā)光的閾值為5000 cm?1。
社會經(jīng)濟效益：該成果屬于基礎(chǔ)研究，構(gòu)建的多發(fā)光材料有望應(yīng)用于疾病標志物檢測，環(huán)境分析及新型防偽等領(lǐng)域。發(fā)現(xiàn)的“配位誘導(dǎo)發(fā)光”現(xiàn)象及更新的天線效應(yīng)能量差閾值將極大促進光學(xué)相關(guān)研究與應(yīng)用。開發(fā)的成像引導(dǎo)的治療體系有望發(fā)展為低耐藥性和低毒副作用的診療新方法。
應(yīng)用前景：該項目屬基礎(chǔ)研究，相關(guān)多發(fā)光體系驗證了其環(huán)境分析，疾病標志物檢測和信息加密等應(yīng)用前景。發(fā)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。
