Angew. Chem.：金属有机框架单晶复色电化学发光成像

电化学发光（ECL）成像是一种通过电化学反应产生激发光的成像技术，因其高的灵敏度和分辨率被广泛应用于生物医学等领域。ECL发光性能取决于发光体材料本身，如金属配合物、荧光有机分子、半导体纳米颗粒、有机发光二极管材料和纳米复合材料等，这些材料通常受Kasha规则的限制，只能进行单色发射。因而，传统复色ECL的实现依赖多种发光材料组合，存在结构复杂、能量效率低等问题，难以获取足够强度以支撑显微成像研究的复色ECL。研究者一直寻求一种单一材料能同时发射复色ECL，但受限于材料本身性质和发射效率，这一目标长期未实现。金属有机框架（MOF）作为电化学发光体具有结构可调性、多功能性、可控光电性能和快速电荷转移能力等优势，因此成为ECL复色成像材料的新兴研究方向。

通过对异配体空间关系的巧妙设计，南京大学雷建平教授、吴洁教授及南京师范大学戴志晖教授研究团队设计合成了一种新型异配体MOF：h-NJU-241。该MOF以Mg²⁺为金属节点，基于两种荧光配体：供体1,3,6,8-四羧基苯基芘及受体meso-四羧基苯基卟啉共组装而成，相较于单个配体所构建的芘基MOF（NJU-241）和卟啉基MOF（NJU-242），h-NJU-241在同一电势下能够以能量转移的方式同时发射芘的蓝光ECL和卟啉的红光ECL。通过精确调控配体间距（0.624 nm），当卟啉占比仅1.87‰时，h-NJU-241实现了高达92.2%的框架内能量转移效率。

实验数据显示，h-NJU-241的单晶展现出优异的成像性能。其晶体的高透光率和规整的晶体形态使得光信号分布清晰。在蓝色通道（DAPI）和红色通道（Cherry-T）中，通过分析光子分布，不同通道下ECL体现出一致的空间分布特征，这种多色成像能力为复杂样本的同步检测提供了新工具。

研究团队通过调控反应条件，进一步展示了材料设计的灵活性。例如，在变温反应条件下合成的晶体中，卟啉倾向于集中在边缘区域；而低温反应则能实现卟啉的均匀分布。这种动态控制能力为定制化晶体平台提供了可能，未来可用于研究能量转移机制或开发特定功能的成像材料。

这项研究的核心价值在于首次实现了MOF单晶的复色ECL成像，打破了传统多种单色ECL发光体组合的局限。高能量转移效率与动态调控能力的结合，不仅为材料科学提供了新思路，也为生物传感、环境监测等领域开辟了全新解决方案。未来，MOF单晶材料可进一步优化材料的光稳定性和生物相容性，探索其在活体成像中的应用潜力。

论文信息

Polychromatic Electrochemiluminescence Imaging of Single Heteroligand Metal–Organic Crystals

Yufei Wang, Tianrui Liu, Dr. Siqi Yu, Dr. Rengan Luo, Prof. Dr. Songsong Bao, Prof. Dr. Jie Wu, Prof. Dr. Huangxian Ju, Prof. Dr. Zhihui Dai, Prof. Dr. Jianping Lei

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202501151