这篇文档属于类型a，是一篇关于新型聚集诱导发光材料（AIEgens）开发的原创性研究论文。以下为详细学术报告：

作者及机构
本研究由福建农林大学生命科学学院的Weiwei Zhang（第一作者）、Xiaoping Wu（通讯作者）团队，联合福建省微生物研究所、福建医科大学附属协和医院药学部等多个机构合作完成，发表于Elsevier旗下期刊《Dyes and Pigments》2025年第239卷（文章编号112750）。

学术背景
研究领域：有机荧光材料与聚集诱导发光（Aggregation-Induced Emission, AIE）。传统荧光分子在聚集态常因π-π堆积导致荧光猝灭（Aggregation-Caused Quenching, ACQ），而AIE材料在聚集态反而发光增强，在生物传感、OLED和数据存储等领域潜力巨大。
研究动机：现有ACQ-to-AIE转化策略（如引入大位阻基团或螺旋结构）存在合成复杂或普适性不足的问题。本研究提出两种新策略——供体-受体（D-A）位置交换和供体基团（D）迁移，基于罗非昔布衍生物（rofecoxib）骨架设计新型AIEgens。
研究目标：通过单晶结构解析揭示分子构象与堆积模式对发光行为的影响，并探索材料在pH/水传感、安全墨水及脂滴（LDs）成像中的应用。

研究流程与实验方法
1. 分子设计与合成
- 研究对象：以(Z)-5-亚苄基-3-(4-异氰苯基)-4-苯基呋喃-2(5H)-酮（QE）为ACQ母核，通过D-A交换（生成QE-DA）和D基团迁移（生成QE-D）设计两种衍生物。
- 合成步骤：
- QE-0中间体：2-溴-1-苯乙酮与2-(4-氰基苯基)乙酸在DBU催化下环化（产率57%）。
- 目标分子：QE-0与4-二甲氨基苯甲醛通过Knoevenagel缩合生成QE（产率54%）；类似方法合成QE-DA（产率45%）和QE-D（产率46%）。
- 表征手段：核磁共振（1H/13C NMR）、高分辨质谱（HRMS）、单晶X射线衍射（SCXRD，使用Mo/Ga Kα辐射）。

1. 光物理性质分析

   • 光谱测试：在DMSO中测定紫外-可见吸收（UV-Vis）和光致发光（PL）光谱。QE-DA和QE-D显示双重吸收带（330/472 nm和360/454 nm），分别对应π-π*跃迁和分子内电荷转移（ICT）。
     
   • 理论计算：采用B3LYP/def2TZVP方法计算HOMO-LUMO能隙（QE: 2.62 eV；QE-DA: 2.69 eV；QE-D: 2.73 eV），与实验数据吻合。
     

2. AIE行为验证

   • 溶剂效应实验：在DMSO/水混合体系中，QE-DA和QE-D在含水量>50%时PL强度显著增强（QE-DA量子产率从0.06%升至0.82%），符合AIE特性；QE则表现ACQ效应（量子产率从2.88%降至0.54%）。
     
   • 形貌分析：动态光散射（DLS）和扫描电镜（SEM）显示QE-DA和QE-D在90%水含量下形成260-283 nm的球形纳米聚集体。
     

3. 单晶结构解析

   • 关键参数：通过SCXRD分析π-π堆积的位移角（θ1）和垂直距离（d）。QE的强π-π相互作用（θ1=5.57°，d=3.67 Å）导致ACQ；QE-DA（θ1=28.24°，d=3.17 Å）和QE-D（θ1=21.59°，d=3.85 Å）因弱堆积呈现AIE。
     
   • Hirshfeld表面分析：QE的C⋯C接触占比8.1%，高于QE-DA（4.5%）和QE-D（4.9%），进一步支持上述结论。
     

4. 功能应用验证

   • 水传感：QE-DA在THF中可检测0-0.5%微量水（检测限0.031%），荧光强度与含水量呈线性关系（R²=0.998）。
     
   • 酸致变色：QE-DA和QE-D在TFA蒸气刺激下发生质子化，发射峰从600 nm蓝移至470 nm，且可逆性良好。
     
   • 生物成像：QE-DA对MCF-7细胞脂滴（LDs）的染色与商业染料BODIP503共定位系数达0.98，且细胞毒性低（50 μM下存活率>90%）。
     

主要结果与逻辑关联
- 分子设计验证：单晶数据证实D-A交换和D迁移策略可调控π-π相互作用强度，实现ACQ-to-AIE转化。
- 光谱与计算关联：理论计算能隙与实验吸收峰的蓝移趋势一致，解释了QE-DA/QE-D的ICT特性。
- 应用性能递进：从AIE机制解析到实际应用（如水中痕量检测和LDs成像），形成完整研究链条。

结论与价值
1. 科学价值：提出两种普适性ACQ-to-AIE转化策略（D-A交换和D迁移），为AIEgens设计提供新思路。
2. 应用价值：QE-DA兼具高灵敏度水传感（0.031%检测限）、可逆酸致变色及特异性LDs成像能力，在环境监测、防伪和生物医学领域具应用潜力。

研究亮点
1. 创新策略：首次通过D-A位置交换和D基团迁移实现ACQ-to-AIE转化，避免了传统方法的复杂修饰。
2. 机制深度：通过单晶参数（θ1和d）定量关联分子堆积与发光行为，为AIE机制研究提供新视角。
3. 多功能集成：单一材料同时具备AIE、酸致变色、脂滴靶向等多功能特性，突破现有材料性能局限。

其他价值
- 方法学贡献：开发的Karl Fischer法验证水含量（1% v/v对应1.20% w/w），增强了传感数据的可靠性。
- 跨学科应用：材料在化学传感（水/TFA）和生物成像（LDs）中的双重应用，体现交叉学科研究特色。

（注：全文未翻译专业术语如SCXRD、ICT等，首次出现时标注英文；作者及期刊名保留原文。）