De unika egenskaperna hos sällsynta jordartskomplex (RE), inklusive ligandkänslig energiöverföring, fingeravtrycksliknande utsläpp och långlivade utsläpp, göra dem lovande material för många applikationer, såsom optisk kodning, luminescensavbildning/avkänning och tidsupplöst luminescensdetektering. Särskilt, användningen av RE -självlysande material för in vitro och in vivo avbildning kan enkelt eliminera autofluorescens av organismer och eventuella störningar från bakgrundsfluorescens. Dock, de flesta RE -komplex har dålig löslighet och stabilitet i vattenlösning, och deras luminescens kan lätt släckas av närliggande X-H (X =O, N, C) oscillatorer, vilket begränsar deras ytterligare tillämpningar i vattenlösningar och bioimaging. Följaktligen, förbättra luminescensprestanda och spridbarhet har blivit en nyckelfråga för att utöka tillämpningen av RE -komplex. Tills nu, omfattande ansträngningar har ägnats åt att öka luminescensintensiteten hos RE -komplex, såsom ökad strukturell styvhet, justera koordinationsnummer, ersättning av ligand-C-H-bindningar med C-F-bindningar och förändring av elektrondonerande eller elektronuttagande egenskaper hos substituenter.

Nyligen, monteringsinducerade utsläppsmaterial, såsom fosforescensmaterial vid rumstemperatur och aggregeringsinducerade utsläppsluminogener har blivit forskningspunkter. Jämfört med dessa emitterande material, RE -komplex har en relativt komplicerad sensibiliserad luminescensmekanism. I sensibiliseringsprocesserna för RE -komplex, energiöverföringen från ligandernas exciterade triplettillstånd till det exciterade tillståndet för RE -jonerna är huvudorsaken till utsläpp. Därför, öka möjligheten för intersystemkorsning till ligandtriplet exciterat tillstånd och minska det icke-strålande förfallet skulle vara fördelaktigt för luminescensen av RE-komplex.

Nyligen genomförda studier har visat att supramolekylär montering kan bygga mycket vattendispergerbara nanostrukturer genom icke-kovalent intermolekylär kraft, vilket skulle göra det möjligt att använda RE -komplexen på fler områden. Dock, det är svårt att förutsäga sammansättningen och att styra partikelstorleksfördelningen genom att helt enkelt dispergera RE -komplex i värdmatriser. Som känt, självmontering driven av intermolekylära krafter, såsom hydrofob - hydrofob, vätebindning, och aromatisk π - π stapling, har en hög grad av orientering och förutsägbarhet, och är en kraftfull strategi för att syntetisera nanostrukturer med exakta storlekar och former. På samma gång, sådana intermolekylära interaktionskrafter kan ändra det intermolekylära avståndet, begränsa ligandmolekylernas rotation, och reglera energiöverföringen från liganderna till de centrala RE -jonerna.

Här, en ny strategi föreslogs för att erhålla storleksstyrd Eu ³⁺ -komplexa nanopartiklar (Eu-NP) med självmonteringsinducerade luminescensegenskaper (SAIL) utan inkapsling eller hybridisering. Den amfifila Eu ³⁺ -komplex som har karbazolderivatligander, med starkt π-π konjugerad elektronstruktur, kan självmonteras till Eu-NP med utmärkt vattenspridbarhet och kontrollerbar partikelstorlek i vattenlösning. Forskare föreställde sig att justering av ligandernas molekylära polaritet och överföring av RE-komplexen från den organiska fasen till vattenfasen kan få RE-komplexen att samlas i NP med god vattendispergerbarhet. Genom att studera förändringarna i luminescens livslängd och kvantutbyte i vattenlösning, de fann att självmontering effektivt skulle kunna skydda vattenmolekylerna i det självlysande centrumet och på så sätt minska vattenmolekylernas släckande effekt från vibrationen i OH-bindningen. Och när molekylerna är självmonterade tillsammans, de hindrar varandra och rörelsen inom molekylerna är begränsad.

Detta begränsar kraftigt den intramolekylära rotationen eller vibrationen hos Eu ³⁺ -komplex, vilket resulterar i förbättring av luminescens i vattenhaltiga förhållanden. Också, detta system kan användas för bioimaging applikation för detektering av temperatur och HClO genom steady-state fluorescens och tidsupplöst analys. I det här sammanhanget, SAIL-aktiviteten i det självmonterade RE-komplexsystemet som föreslås här har inlett trenden för utveckling av RE-ljuskonverteringssystem och deras integration i bioimaging och terapiapplikationer.