近期，我院曾文彬教授团队在期刊《Chemical Engineering Journal》（中科院1区Top期刊，IF=15.1）上发表了题为“Controlling ESIPT-based AIE effects for designing optical materials with single-component white-light emission”的最新研究成果。中南大学湘雅药学院为该论文的第一通讯单位。中南大学湘雅药学院2020级博士研究生黄帅为该论文的第一作者，曾文彬教授和董界副教授为该论文的共同通讯作者。

该研究巧妙通过人工智能建模分析得出分子内氢键的酸碱性与ESIPT类型之间的关系，然后通过量化计算与实验相结合的手段系统的研究了氨基型分子内氢键化合物的聚集诱导发光（AIE）和聚集导致淬灭（ACQ）的光学性质的差异的机制，并提出了基于激发态分子内质子转移（ESIPT）分子探针的聚集诱导发光的单分子白光成像材料的构建策略。

聚集诱导发光分子在生物医学成像和有机发光二极管等多个领域都具有重要意义。本文重点探索了通过改变分子内氢键来诱导和控制AIE效应的过程。首先，在受到已报道的基于氨基的ESIPT分子的AIE特性的启发，系统的研究了氨基的酸性与ESIPT过程之间的定性和定量关系。然后进一步的通过人工智能建模和量子化学计算相结合的手段，成功揭示了酸性与ESIPT之间的正相关关系。在此基础上，进一步的合成了8个具有不同性质的化合物（2-（2′-氨基苯基）苯并噻唑（1）及其衍生物）。通过实验表征了它们的AIE与ACQ的光学性质后，最后通过系统的量子化学计算解释了它们的结构和光学现象（AIE或ACQ）的机理。研究表明，ESIPT与（扭曲分子内电荷转移）TICT的多级光化学反应可导致AIE现象。最后，得益于具有ESIPT特性的氨基化合物的可调双发射光谱特性，这八种化合物被应用于生物医学成像和白光材料领域。这项研究为开发具有AIE特性的分子提供了广泛的指导，并为基于AIE原理的单组分白光发射光学材料开辟了新的途径。

该研究得到了国家自然科学基金、湖南省自然科学基金和中南大学研究生创新项目的支持。

原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894723051677