《德国应用化学》VIP论文报道南京大学雷建平课题组的MOF材料电致化学发光研究

金属有机框架材料(MOF)作为分子晶态材料在吸附分离、多相催化、化学传感、生物医学等领域有着广泛的应用。由于MOF材料导电性差,因而在电化学传感中的应用受到了限制。传统的解决方式是把MOF作为载体,将金属纳米粒子或碳基纳米材料引入框架中或将金属卟啉或联吡啶钌等电活性分子后修饰在框架上。

为了实现MOF纳米探针的精准组装,南京大学雷建平课题组利用逐步组装方法在MOF核壳结构中对纳米粒子和活性酶进行同时组装,并实现了级联催化用于乏氧肿瘤诊疗应用(Angew. Chem., Int. Ed. 2019, 58, 7808-7812)。在此基础上,该课题组以对苯二酚O,O'-二乙酸和1,10-菲罗啉配体分别作为氧化还原电对,合成了一种具有电化学活性的混合配体MOF纳米探针(E-MOF)。这种E-MOF晶体发光体在水相共反应剂和湮灭态电致化学发光过程中均表现出高效的性能,并且在连续的电化学测试中展现了阴极电致化学发光自增强现象。利用密度泛函理论证实了该E-MOF倾向于丢失电子形成低能量的阳离子自由基稳定态,创建了一种基于E-MOF稳态自由基积累的自增强电致化学发光新机制(图1)。随后通过预还原积累E-MOF稳定的阳离子自由基,实现了稳定性高和重现性好的增强电致化学发光,进一步证实了混合配体E-MOF作为新型电致化学发光晶态材料的自增强新概念,并拓宽了其在生命分析中的应用。

相关成果以Electroactive MetalOrganic Frameworks as Emitters for Self-Enhanced Electrochemiluminescence in Aqueous Medium为题最近在《德国应用化学》发表(DOI: 10.1002/anie.202002713),并被选为VIP论文。

该研究工作第一作者为本院硕士生金仲超,理论工作与南京师范大学李亚飞教授合作完成。研究课题得到了鞠熀先教授的大力支持,并由国家自然科学基金委与科技部重大专项资助。

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