本發(fā)明屬于熒光分析檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種利用聚集誘導(dǎo)發(fā)光性質(zhì)實(shí)現(xiàn)對(duì)晶體生長(zhǎng)與轉(zhuǎn)化過程熒光可視化研究的方法。

背景技術(shù)：

觀測(cè)結(jié)晶的形成和晶型轉(zhuǎn)化過程，對(duì)深化結(jié)晶機(jī)理的理論認(rèn)識(shí)以及通過結(jié)晶條件的控制獲得目標(biāo)晶型具有至關(guān)重要的意義。同種分子的不同晶型具有不同的物理和化學(xué)性質(zhì)，例如，溶解度、熔點(diǎn)、化學(xué)反應(yīng)活性、光物理性質(zhì)、生物藥利用率等等。在制藥工業(yè)中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)同質(zhì)多晶中的某一特定晶型才具有充分的藥效，因此，合理的控制結(jié)晶條件獲得特定的晶型對(duì)提高藥物的藥性具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。

但是，對(duì)晶體形成以及晶型轉(zhuǎn)化的直接觀測(cè)與跟蹤研究手段的缺乏依然是一種巨大的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的手段比如單晶衍射、x-射線衍射(xrd)、透射電鏡(tem)、電子衍射(ed)和原子力顯微鏡(afm)等往往只是對(duì)結(jié)晶始、終態(tài)晶型的表征，只提供間接的非原位的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，而無法提供直觀的、實(shí)時(shí)的對(duì)整個(gè)動(dòng)態(tài)過程特別是中間態(tài)的觀測(cè)以及描述，然而中間態(tài)的觀測(cè)對(duì)于深化了解晶體的形成和轉(zhuǎn)化機(jī)理具有至關(guān)重要的作用。在熒光分子的相變過程中，熒光顏色以及效率的變化將提供一種直觀的熒光可視化途徑。熒光可視化方法由于熒光的敏銳性，相比于傳統(tǒng)表征手段，更加友好、快捷、低成本，更為重要的是能提供實(shí)時(shí)、原位的對(duì)整個(gè)晶體形成以及晶型轉(zhuǎn)化的觀測(cè)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，本發(fā)明的首要目的在于提供一種利用聚集誘導(dǎo)發(fā)光性質(zhì)實(shí)現(xiàn)對(duì)晶體生長(zhǎng)與轉(zhuǎn)化過程熒光可視化研究的方法。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是在于提供一種利用不同晶型結(jié)構(gòu)的晶體的熒光發(fā)射性質(zhì)的差異，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同晶型結(jié)構(gòu)生長(zhǎng)及轉(zhuǎn)化過程的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)熒光成像追蹤。

本發(fā)明的目的通過下述方案實(shí)現(xiàn)：

一種利用聚集誘導(dǎo)發(fā)光性質(zhì)實(shí)現(xiàn)對(duì)晶體生長(zhǎng)與轉(zhuǎn)化過程熒光可視化研究的方法，通過利用化合物不同晶型狀態(tài)下熒光發(fā)射波長(zhǎng)不同，采用熒光成像的方法區(qū)分不同晶型晶體，和/或?qū)Σ煌偷霓D(zhuǎn)化過程進(jìn)行動(dòng)態(tài)成像跟蹤。

所述化合物具有式1或式2所示結(jié)構(gòu)：

其中，r1各自獨(dú)立地選自硫原子或nh基團(tuán)；r2各自獨(dú)立地選自氫原子、甲基、乙基和甲氧基中的一種。

所述的化合物優(yōu)選為1-苯基-2-(3-苯基-2(1h)-喹喔啉叉)-(2z)-乙酮(ppqe，z-1-phenyl-2-(3-phenylquinoxalin-2(1h)-ylidene)ethan-1-one)。

所述的采用熒光成像方法區(qū)分不同晶型晶體可通過采用300～400nm波長(zhǎng)的紫外光照射，肉眼觀察，根據(jù)不同晶型的發(fā)射波長(zhǎng)的區(qū)別，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同晶型結(jié)構(gòu)區(qū)域的分辨。

所述的采用熒光成像方法區(qū)分不同晶型晶體可通過采用300～400nm波長(zhǎng)的紫外光照射，采用熒光顯微成像技術(shù)，根據(jù)不同晶型的發(fā)射波長(zhǎng)的區(qū)別，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同晶型結(jié)構(gòu)區(qū)域的分辨。

所述對(duì)不同晶型的轉(zhuǎn)化過程進(jìn)行動(dòng)態(tài)成像跟蹤可通過采用300～400nm波長(zhǎng)的紫外光照射，采用熒光顯微成像技術(shù)，進(jìn)行時(shí)間分辨成像，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同晶型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換過程的動(dòng)態(tài)跟蹤。

其中，制備所述不同晶型晶體時(shí)，可通過將所述化合物制備為熱飽和溶液，快速或緩慢冷卻溶液，得到晶體。

或可通過將所述化合物制備為常溫飽和溶液，室溫下緩慢揮發(fā)溶劑，得到晶體。

或可通過將所述化合物在高溫下熔融，然后迅速置于液氮中快速冷卻，得到無定形狀態(tài)的樣品。

所述的高溫熔融可為200℃。

上述是溶液優(yōu)選采用單一溶劑或混合溶劑。

所述溶劑可包括二甲基亞砜、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、乙腈、甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、叔丁醇、乙酸乙酯、1,4-二氧六環(huán)、四氫呋喃、氯仿、二氯甲烷、丙酮、乙醚、石油醚、正己烷和環(huán)己烷等。

所得晶體或無定形狀態(tài)的樣品采用300～400nm波長(zhǎng)的紫外光照射，肉眼觀察，根據(jù)不同晶型的發(fā)射波長(zhǎng)的區(qū)別，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同晶型結(jié)構(gòu)區(qū)域的分辨。

所得晶體或無定形狀態(tài)的樣品采用300～400nm波長(zhǎng)的紫外光照射，采用熒光顯微成像技術(shù)，根據(jù)不同晶型的發(fā)射波長(zhǎng)的區(qū)別，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同晶型結(jié)構(gòu)區(qū)域的分辨。

上述采用熒光顯微成像技術(shù)優(yōu)選對(duì)樣品的微小區(qū)域成像。

所得晶體或無定形狀態(tài)的樣品采用300～400nm波長(zhǎng)的紫外光照射，采用熒光顯微成像技術(shù)，進(jìn)行時(shí)間分辨成像，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同晶型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換過程的動(dòng)態(tài)跟蹤。

上述采用熒光顯微成像技術(shù)優(yōu)選對(duì)樣品的微小區(qū)域成像。

上述化合物為具有雜環(huán)結(jié)構(gòu)的分子，其在溶液和無定型態(tài)幾乎不發(fā)光，但在結(jié)晶狀態(tài)下可獲得強(qiáng)熒光發(fā)射的聚集誘導(dǎo)發(fā)光性質(zhì)。通過不同的結(jié)晶條件可獲得該化合物的不同晶型的晶體，不同晶型可在特定條件下發(fā)生轉(zhuǎn)換，通過不同晶型的熒光發(fā)射波長(zhǎng)的不同，即可方便地對(duì)晶體的生長(zhǎng)以及晶型轉(zhuǎn)化過程進(jìn)行可視化跟蹤監(jiān)測(cè)。

此外，還可利用本發(fā)明方法對(duì)機(jī)械劃刻方法制備的具有定向排列的晶體線狀聚集結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)過程進(jìn)行熒光可視化研究。本發(fā)明方法具有所用化合物性質(zhì)穩(wěn)定，制備簡(jiǎn)單，各晶型的晶體制備方便快捷，制得的不同晶型晶體發(fā)光性質(zhì)差異大，晶型轉(zhuǎn)化過程觀測(cè)簡(jiǎn)單便捷，對(duì)晶型轉(zhuǎn)換過程監(jiān)控靈敏快速的特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于晶體晶型轉(zhuǎn)換過程研究，相態(tài)轉(zhuǎn)變機(jī)理研究等領(lǐng)域。

本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的優(yōu)點(diǎn)及有益效果：

本發(fā)明涉及的具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光性質(zhì)的熒光分子具有制備方法操作簡(jiǎn)單，原料易得，反應(yīng)條件溫和的特點(diǎn)。

本發(fā)明提供的對(duì)不同晶型結(jié)構(gòu)生長(zhǎng)及轉(zhuǎn)化過程實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)測(cè)的方法，具有操作簡(jiǎn)便、迅速、結(jié)果準(zhǔn)確、不需對(duì)樣品進(jìn)一步處理、原位實(shí)時(shí)檢測(cè)的特點(diǎn)。該方法在結(jié)晶狀態(tài)分析、相態(tài)轉(zhuǎn)變機(jī)理研究等領(lǐng)域具有實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值。

附圖說明

圖1為實(shí)施例1中，化合物ppqe的化學(xué)和單晶結(jié)構(gòu)，其中，三種不同晶體a、b、c的熒光顯微鏡照片(1)，以及三種不同晶體a、b、c晶胞的分子間堆積模型俯視圖(2)和側(cè)視圖(3)。

圖2為實(shí)施例1中，化合物ppqe的晶體a、b、c和無定形態(tài)樣品的光致發(fā)光光譜。

圖3為實(shí)施例2中，化合物ppqe從晶體c到b的單晶到單晶的轉(zhuǎn)化過程熒光可視化監(jiān)控成像，a～d為10分鐘，e～h為5小時(shí)，i～l為1天和m～p為2天；a～c，e～g，i～k和m～o是日光燈下的照片；d，h，l和p是在熒光顯微鏡下拍攝的照片。

圖4為實(shí)施例3中，通過針頭劃刻溶劑揮發(fā)過程中的ppqe的丙酮/叔丁醇混合溶液誘導(dǎo)形成的晶體聚集線的熒光顯微鏡照片。

圖5為實(shí)施例4中，不同倍數(shù)熒光顯微鏡下觀測(cè)到的ppqe的無定形態(tài)樣品隨著時(shí)間推移向晶態(tài)轉(zhuǎn)變的過程。初始的無定形態(tài)樣品：發(fā)射波長(zhǎng)λem＝595nm，熒光量子產(chǎn)率φ＝0.8％；室溫放置48小時(shí)之后的無定形態(tài)樣品：發(fā)射波長(zhǎng)λem＝566nm，熒光量子產(chǎn)率φ＝8.5％。

圖6為本發(fā)明原理效果圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

下列實(shí)施例中使用的試劑均可從商業(yè)渠道獲得。

實(shí)施例1

1-苯基-2-(3-苯基-2(1h)-喹喔啉叉)-(2z)-乙酮，ppqe，z-1-phenyl-2-(3-phenylquinoxalin-2(1h)-ylidene)ethan-1-one，結(jié)構(gòu)式：

分子單晶a的制備：方法一，200mgppqe中加入1ml二甲基亞砜溶劑，在150℃加熱至完全溶解，關(guān)閉加熱攪拌，于油浴鍋中緩慢冷卻，重結(jié)晶得到橙色塊狀的單晶a；方法二，在微沸狀態(tài)下，ppqe中緩慢加入適量的叔丁醇至剛好溶解，配制ppqe的叔丁醇熱飽和溶液，然后于油浴鍋中溶液緩慢自然降溫，得到橙色塊狀的單晶a。

ppqe分子單晶b的制備：濃度為12.5mg/mlppqe的乙腈微沸溶液于油浴鍋中緩慢自然降溫，重結(jié)晶得到橙色菱形單晶b。

ppqe分子單晶c的合成：濃度為6mg/mlppqe的乙腈微沸溶液于空氣中快速自然降溫，重結(jié)晶得到橙色針狀單晶c。

ppqe分子無定形態(tài)樣品的制備：將ppqe在200℃熔融完全，然后迅速置于液氮中快速冷卻得到紅色玻璃狀的無定形態(tài)樣品。見圖1～2。

實(shí)施例2

ppqe分子單晶c到單晶b的轉(zhuǎn)化觀測(cè)：典型的實(shí)驗(yàn)操作是，將100mgppqe在80℃加熱條件下完全溶解于8ml乙腈中，然后快速轉(zhuǎn)移至直徑6cm的培養(yǎng)皿，在室溫快速冷卻。在晶體的生長(zhǎng)和單晶轉(zhuǎn)化過程中，保存培養(yǎng)皿嚴(yán)格密封以防止溶劑的揮發(fā)。在如此快速的降溫過程中，針狀的單晶c迅速生成，然后隨著時(shí)間的推進(jìn)，在乙腈溶液中原位的單晶c到單晶b的轉(zhuǎn)化可以直接在室溫觀測(cè)到，并在不同時(shí)段同時(shí)進(jìn)行日光燈和uv燈輻照下的照片拍攝。見圖3。

實(shí)施例3

ppqe分子在叔丁醇過飽和溶液中的晶體生長(zhǎng)過程中，金屬針頭劃刻誘導(dǎo)的晶體生長(zhǎng)與排列：通過將金屬針頭劃刻滴于玻璃基底上的ppqe叔丁醇過飽和溶液，可得到兩條具有不同外形和發(fā)光顏色的平行的ppqe晶體聚集線，其中綠色和黃色熒光晶體聚集線分別由動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定的晶型c和a組成。這一晶型聚集狀態(tài)的觀測(cè)通過uv光顯微成像的方式的以照片拍攝途徑得以記錄。見圖4。

實(shí)施例4

ppqe分子無定形態(tài)到結(jié)晶狀態(tài)的動(dòng)態(tài)顯微監(jiān)控：典型的實(shí)驗(yàn)操作是，將500mgppqe在200℃加熱條件下完全熔融，然后快速轉(zhuǎn)移至液氮中冷卻，得到無定形態(tài)固體為紅色半透明玻璃狀固體，在室溫條件下基本無熒光發(fā)射性質(zhì)。對(duì)樣品進(jìn)行顯微熒光成像跟蹤，隨著在室溫的放置時(shí)間延長(zhǎng)，可明顯觀察到樣品表面由光滑平整變得粗糙、顆?；?，同時(shí)熒光發(fā)射產(chǎn)生明顯增強(qiáng)。這一晶型狀態(tài)轉(zhuǎn)變的觀測(cè)通過可見光和uv光顯微成像的方式的以照片拍攝途徑得以記錄。見圖5。本發(fā)明的原理效果圖見圖6。

上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。