基于ESIPT机理的极性敏感荧光探针的理论研究

摘要

激发态分子内质子转移(ESIPT)型荧光探针因具有双发射和斯托克斯位移大的特性,近年来受到广泛的关注.实验发现,随着溶剂极性的增大,此类荧光探针M-HA的发射光谱红移且发光强度增强,但这一奇异现象的光物理机制并不清楚.从第一性原理出发,我们研究了M-HA在五种不同极性溶剂中的辐射跃迁和无辐射衰减过程.研究发现,随着溶剂极性的增大,M-HA的吸收和发射波长先红移后趋于不变,激发态表现出杂化的局域-电荷转移(H LCT)特征.烯醇式在无辐射衰减过程中的振动弛豫程度较大,因而发光较弱.酮式的振动弛豫程度随溶剂极性的增大逐渐减小,因而发光逐渐增强.结构弛豫分析表明,酮式的烯基氯及与其相连的部位受溶剂极性影响较大,乙基吲哚部位却影响不大.