氰星-反离子复合物构建超分子接触离子对提升阳离子荧光团光物理性能的普适性研究

《Chemical Science》：Pi-Stacked Supramolecular Contact Ion Pairs Prohibit Quenching and Provide Control of Symmetry in Fluorescent DyesOpen Access

　　阳离子发色团，如花菁和醌鎓类，是广泛用于成像和作为探针的常见荧光染料。然而，在非极性环境中，静电相互作用会驱动其与伴随的阴离子形成离子对，这些离子对还可能进一步组装成离子对聚集体，从而严重影响并恶化光物理性能。在此，我们利用对称性敏感的氨基-三芳撑鎓染料（ATOTA?）及其与阴离子结合大环化合物氰星（CS）的组合，研究了阳离子荧光团的接触离子对和更高阶聚集体。在非极性溶剂中的吸收、荧光和NMR滴定实验表明，氰星以稳定的2:1三明治状阴离子复合物（CS?X?）的形式结合染料的反离子（X?），从而阻止了染料聚集。荧光各向异性和能量转移测量结果表明，ATOTA?与CS?X?阴离子复合物形成了结构明确且紧密π-堆积的接触离子对，从而显著提高了荧光量子产率和寿命。我们发现这些效应具有普适性。将氰星添加到苯溶液和聚苯乙烯薄膜中的六种阳离子染料（罗丹明、花菁、氧杂蒽、三芳撑鎓和苯乙烯型发色团）中，可改善归因于染料与氰星-阴离子复合物之间所形成的超分子接触离子对的光物理性能。