第5章 功能染料(2)

1、第五章第五章 功能性染料功能性染料 5.4 电致发光功能材料电致发光功能材料 5.5 信息存储功能材料信息存储功能材料5.6太阳能电池敏化染料太阳能电池敏化染料 5.7生物医用生物医用功能染料化学发光化学发光功能染料功能染料 电致发光（电致发光（Electroluminescence，EL）是某些物）是某些物质受到外界电场的作用电能转换为光能的现象。质受到外界电场的作用电能转换为光能的现象。 5.4 电致发光功能材料电致发光功能材料5.4.15.4.1主要应用主要应用 商业领域：主要应用在商业领域：主要应用在POSPOS机和机和ATMATM机、复印机、机、复印机、自动售货机、游戏机、公用电话亭

2、、加油站、打自动售货机、游戏机、公用电话亭、加油站、打卡机、门禁系统、电子秤等产品和设备的显示屏。卡机、门禁系统、电子秤等产品和设备的显示屏。 消费类电子产品：主要应用有装饰用品消费类电子产品：主要应用有装饰用品(软屏软屏)与灯与灯具、各类音响设备、计算器、数码相机、数码摄像机、具、各类音响设备、计算器、数码相机、数码摄像机、便携式便携式DVD、便携式电枧机、电子钟表、掌上游戏机、便携式电枧机、电子钟表、掌上游戏机、各种家用电器各种家用电器(OLED电视电视)等产品的显示屏。等产品的显示屏。 平板显示：电视平板显示：电视 交通领域：主要应用有交通领域：主要应用有GPS、车载音响、车载电话、飞机

3、、车载音响、车载电话、飞机仪表和设备等各种指示标志性的显示屏。如微显示器，这仪表和设备等各种指示标志性的显示屏。如微显示器，这种技术最早用于战斗机飞行员，现在的穿戴式电脑也用它。种技术最早用于战斗机飞行员，现在的穿戴式电脑也用它。有了它，移动设备就不再受显示器体积大、耗电多的限制。有了它，移动设备就不再受显示器体积大、耗电多的限制。头盔安装显示器 5.4.2有机电致发光器件有机电致发光器件(OLED)发展历史发展历史有机电致发光器件有机电致发光器件: Organic Light- Emitting Devices，简称，简称OLED。（1）1960 年代，多环和稠环的有机化合物，如：萘、蒽、苯

4、并年代，多环和稠环的有机化合物，如：萘、蒽、苯并蒽、芘、苯并芘、咔唑、芴、二联苯、三联苯、蒽、芘、苯并芘、咔唑、芴、二联苯、三联苯、1,4-二苯基丁二苯基丁二烯等。二烯等。 （2）1987年美国柯达公司的年美国柯达公司的C. W. Tang（邓青云博士）及其合（邓青云博士）及其合作者首次将空穴传输材料联苯二胺作为空穴传输层作者首次将空穴传输材料联苯二胺作为空穴传输层(HTL)、把、把具有电子传输能力的具有电子传输能力的8-羟基喹啉铝作为电子传输层羟基喹啉铝作为电子传输层(ETL)和发和发光层，制成了薄膜双层结构有机电致发光器件。光层，制成了薄膜双层结构有机电致发光器件。 （3）1990年，剑桥

5、大学采用旋涂法制作出年，剑桥大学采用旋涂法制作出PPV衍生物高分子发衍生物高分子发光二极管（光二极管（PLED），其量子效率为），其量子效率为0.05%。OLED显示器可能在显示器可能在2015年后取代年后取代LCD的主导地位，成为市场主的主导地位，成为市场主流显示器。流显示器。 5.4.3有机电致发光特点（1）视野角度宽、轻薄、便于携带。）视野角度宽、轻薄、便于携带。（2）它亮度、对比度高、色彩丰富、响应速度快。）它亮度、对比度高、色彩丰富、响应速度快。（3）薄型、平面、产品可实现软屏。）薄型、平面、产品可实现软屏。（4）工作温度范围宽、低压驱动、工艺简单、成本低等优点。）工作温度范围宽、低

6、压驱动、工艺简单、成本低等优点。（5）有机合成方法获得，与无机材料相比较，不仅不耗费自）有机合成方法获得，与无机材料相比较，不仅不耗费自然资源，而且还可以通过合成新的更好性能的有机材料。然资源，而且还可以通过合成新的更好性能的有机材料。 5.4.45.4.4有机电致发光的机理有机电致发光的机理 有机材料的电致发光属于注入式的复合发光。有机材料的电致发光属于注入式的复合发光。 一般认为，聚合物和小分子电致发光的机理是：在外一般认为，聚合物和小分子电致发光的机理是：在外界电压的驱动下，由电极注入的电子和空穴在有机物中复合，界电压的驱动下，由电极注入的电子和空穴在有机物中复合，释放出能量，传递给有机

7、发光物质的分子，使其从基态跃迁释放出能量，传递给有机发光物质的分子，使其从基态跃迁到激发态，当受激分子从激发态回到基态时，由辐射跃迁而到激发态，当受激分子从激发态回到基态时，由辐射跃迁而产生发光现象。产生发光现象。发光过程的能级简图1所示：5.4.5有机电致发光过程的有机电致发光过程的5个阶段个阶段。1) 载流子的注入：在外加电场作用下，电子和空穴分别从阴极和载流子的注入：在外加电场作用下，电子和空穴分别从阴极和阳极注入到夹在电极之间的有功能薄膜层机。阳极注入到夹在电极之间的有功能薄膜层机。2) 载流子的迁移：注入的电子和空穴分别从电子传输层和空穴传载流子的迁移：注入的电子和空穴分别从电子传输

8、层和空穴传输层向发光层迁移。输层向发光层迁移。3) 载流子的复合：电子和空穴结合产生激子。载流子的复合：电子和空穴结合产生激子。4) 激子的迁移：激子在电场作用下迁移，将能量传递给发光分子，激子的迁移：激子在电场作用下迁移，将能量传递给发光分子，并激发电子从基态跃迁到激发态。并激发电子从基态跃迁到激发态。5) 电致发光：激发态能量通过辐射失活，产生光子，释放电致发光：激发态能量通过辐射失活，产生光子，释放 能量能量。5.4.6有机电致发光器件结构 *5.4.75.4.7电致发光器件电致发光器件材料种类材料种类 （1）电子和空穴注入材料）电子和空穴注入材料 理想阴极是以低功函数金属作为注入层，以

9、具有较高功函数理想阴极是以低功函数金属作为注入层，以具有较高功函数的稳定金属（的稳定金属（Mg/Ag，Li/Al）作为钝化层。）作为钝化层。 阳极是由透明或半透明导体制成的。目前多采用氧化铟锡阳极是由透明或半透明导体制成的。目前多采用氧化铟锡(ITO)(ITO：含：含9 10 氧化锡的氧化铟氧化锡的氧化铟)的薄膜做导电的薄膜做导电阳极。阳极。（2 2） 电子传输材料电子传输材料主要特性为，分子结构表现为缺电子体系：主要特性为，分子结构表现为缺电子体系：(1具有高的电子具有高的电子亲和势和电子流动性，用以有效的电子注入和传输；亲和势和电子流动性，用以有效的电子注入和传输；(2)有大有大的激子能量

10、，为的是阻止激子的能量转变到的激子能量，为的是阻止激子的能量转变到ETL，这一转变是，这一转变是在发射层在发射层 (EML)中由电荷复合产生的。电子传输材料大多为中由电荷复合产生的。电子传输材料大多为金属络合物金属络合物(如如Alq3和和BeBq2)、1, 3, 4-嗯二唑嗯二唑(如如PBD) 和和1, 2, 4-三唑三唑(如如TAZ) 等。等。（3）空穴传输材料分子结构表现为富电子体系，具有强的电子给予能力分子结构表现为富电子体系，具有强的电子给予能力和与空穴注入材料相匹配的导电能级。（和与空穴注入材料相匹配的导电能级。（1）高的空穴）高的空穴迁移率（迁移率（2）较小电离能（）较小电离能（3

11、）小的电子亲和势。（）小的电子亲和势。（4）激发能高于发光层的激发能量（激发能高于发光层的激发能量（5）不能与发光层形成）不能与发光层形成激基复合物（激基复合物（6）好的成膜性能和高的玻璃化温度）好的成膜性能和高的玻璃化温度Tg，热稳定性好。热稳定性好。对于电子传输能力强的发光材料器件的制备需引入对于电子传输能力强的发光材料器件的制备需引入空穴传输层空穴传输层(HTL)。作为。作为HTL材料须具备热稳定性、材料须具备热稳定性、光稳定性、较好的成膜能力和较低的电离势。芳香光稳定性、较好的成膜能力和较低的电离势。芳香三胺类化合物具有较好的空穴传输能力和成膜能力。三胺类化合物具有较好的空穴传输能力和

12、成膜能力。（4 4）发光材料）发光材料主发光材料主发光材料适合制备适合制备OLED的主发光物质的有机材料应具备以下条件：的主发光物质的有机材料应具备以下条件：(1)量子效率较高；量子效率较高；(2)可见光范围的荧光特性；可见光范围的荧光特性；(3)良好的半导体特性，即电导率较高；良好的半导体特性，即电导率较高；(4)成膜特性良好；成膜特性良好；(5)材料稳定，易进行机械加工。材料稳定，易进行机械加工。（a）有机荧光类材料有机荧光类材料大都具有共轭杂环以及各种生色团，易于采有机荧光类材料大都具有共轭杂环以及各种生色团，易于采用真空蒸镀或甩胶的方法成膜，膜的稳定性好，可制备出发用真空蒸镀或甩胶的方

13、法成膜，膜的稳定性好，可制备出发光稳定、寿命长的器件。不足之处是器件的驱动电压较高、光稳定、寿命长的器件。不足之处是器件的驱动电压较高、发光效率较低，如二发光效率较低，如二(苯乙烯苯乙烯)胺胺Bis(styryl)amines体系中的体系中的DPVBi，属空穴传输发光材料。，属空穴传输发光材料。（b） 有机金属配合物类材料有机金属配合物类材料属于内络盐类，配合物为电中性，配位数达到饱和。此类有机金属配合物类材料属于内络盐类，配合物为电中性，配位数达到饱和。此类材料具有驱动电压低、强度大、效率高、寿命长等优点，有望最先成为实用的有材料具有驱动电压低、强度大、效率高、寿命长等优点，有望最先成为实用

14、的有机薄膜电致发光材料。当前，研究得最多的有机金属配合物材料为发绿光机薄膜电致发光材料。当前，研究得最多的有机金属配合物材料为发绿光(530nm处处)的的8-羟基喹啉铝。羟基喹啉铝。（c） 掺杂发光材料 掺杂分子是具有高荧光或高磷光量子率的有机染料。它们在能掺杂分子是具有高荧光或高磷光量子率的有机染料。它们在能量从主发光体转移时被激化并发出各种颜色的光量从主发光体转移时被激化并发出各种颜色的光(蓝、绿、黄蓝、绿、黄和白色和白色)，这种掺杂的方式有利于有机，这种掺杂的方式有利于有机EL器件功能的分工和优器件功能的分工和优化，提高了器件的效率和稳定性。随着掺杂浓度的不同，发射化，提高了器件的效率和

15、稳定性。随着掺杂浓度的不同，发射光谱的位置也会变化，从而改变了发光颜色。光谱的位置也会变化，从而改变了发光颜色。尽管通过掺杂提高器件性能的机理还不太清楚，但用于尽管通过掺杂提高器件性能的机理还不太清楚，但用于EL全色显全色显示器的掺杂分子应满足以下条件：示器的掺杂分子应满足以下条件：(1)高的荧光量子产率；高的荧光量子产率；(2)在主发光体的辐射和掺杂物的吸收峰间有重叠，以确保能量的在主发光体的辐射和掺杂物的吸收峰间有重叠，以确保能量的有效传输；有效传输；(3)可见光范围内的荧光辐射；可见光范围内的荧光辐射；(4)发射带较窄，以发射带较窄，以获得高色纯度。获得高色纯度。由在荧光基质材料中掺杂百

16、分之几的荧光掺杂剂来制备。基质材由在荧光基质材料中掺杂百分之几的荧光掺杂剂来制备。基质材料通常与料通常与ETM或或HTM采用的材料相同，荧光掺杂剂是热和光采用的材料相同，荧光掺杂剂是热和光化学稳定的激光染料。荧光染料必须具有较高的量子效率和足化学稳定的激光染料。荧光染料必须具有较高的量子效率和足够的热稳定性，升华而不会分解。够的热稳定性，升华而不会分解。一些重要电致发光掺杂物结构黄光蓝光红光开发具有较高色饱和度和良好操作性能的红光材料是实现全色显示屏的开发具有较高色饱和度和良好操作性能的红光材料是实现全色显示屏的关键问题。常见红光掺杂物有关键问题。常见红光掺杂物有DCM(4-二氰基甲基二氰基甲

17、基-2-甲基甲基-6-(p-二甲二甲基胺苯乙烯基胺苯乙烯)H-吡喃吡喃)、DCM 的类似物的类似物(如如DCM2，也称，也称DCJ)、Nile红、红、Perylene dicarboxyimide衍生物、衍生物、Europium铕络合物铕络合物(如如Eu(DBM)3Phen、Phorphyrin)等。等。（e） 部分发光材料的合成8-羟基喹啉铝类化合物的合成方法羟基喹啉铝类化合物的合成方法 NOHCH3三异丁基铝AlONCH3ONCH3ONCH331,3,4-噁二唑(oxadiazoles，OXD) 衍生物 1,3,4-噁二唑(oxadiazoles，OXD) 衍生物 CHONH2OH/CHO

18、OHCNNNNHN(CH3)3SiN3Bu2SnONClClClOOONNNHN+NNOArNNONNOArArHuisgen Route1,2,4-三氮唑（Triazole，TAZ） 的合成Br2CS2BrCOOH1. MeOH/H2SO42. NH2NH2 .H2O/MeOHNHNH2OCOClNHNHOOPCl3NNNH2Nn-BuLi,-78 0C,then CO2二(苯乙烯)胺Bis(styryl)amines体系中的DPVBi的合成NNNBrBr+Pd(OAc)2,PPh4BrNaOAcBrBrBr2/Fe聚硅烷化合物 NBrBULiTHFNLiC2H5SiCl3THFNSiClC

19、lC2H5NSiClClC2H5nNaNSiC2H5n含螺碳原子的双芴化合物 NH2NaNO2, HClKII1) 2 t-BuLi 2) 芴酮OHBrBrBrBrBr2FeCl3H2OHCl香豆素 6 的合成（绿光）NCHOOHNSOHO+OONSNN+ClI-Et3NNSOHONH2SH+NOHOCH3COOHrefluxCH3OH /NCHOOHNOHDMF, POCl3喹吖啶酮染料(桔红色荧光) CONHHOOHHOCOHNOH130缩合2+OHNH2COOCH3CH3OOCOHHOHNOHCH3OOCCOOCH3HONH缩合1201233a: R=C8H17 b: R=C4H9氧化H

20、NOHCH3OOCCOOCH3HONH闭环NONOHHHOOH45NNRORROROCM(4-二氰基甲基-2-甲基-6-(p-二甲基胺苯乙烯)H-吡喃)NONNONNNHO+OO+NNONNacetic acid anhydride5.5 5.5 光盘功能染料光盘功能染料5.5.1光盘的 结构可录式光盘是利用一定强度激光照射下，记录层（有机染料）发生不可逆的物理和化学变化，从而改变光的反射和透射强度来记录信息5.5.2记录原理和分类5.5.3 CD-光盘染料光盘染料（1）菁染料）菁染料NCHNR1R2X-CHCHAB2（2）酞菁染料 （3）偶氮染料NSNNNNNNC2

21、H5C2H5SO3NSN NNNNNC2H5C2H5O3SNi2NSH3CNNNONSNNONi2OC2H5CNH3CONCCH3C2H5CH3Azo-1Azo-2（4）醌型稠环芳香染料（5 5）其它染料）其它染料 5.5.4DVD-光盘染料光盘染料NCHNCH2C4H9X-CHCH40NCHNCH2CH2X-CH CHn39a: n=1 39b: n=2COOCH3COOCH3COOCH3（1 1）菁染料）菁染料（2 2）偶氮络和金属离子）偶氮络和金属离子 5.5.55.5.5蓝光光盘染料（蓝光光盘染料（BD-R, HD-DVD-R)BD-R, HD-DVD-R)5.65.6太阳能电池敏化染

22、料太阳能电池敏化染料5.6.15.6.1太阳能电池敏化染料应用及特点太阳能电池敏化染料应用及特点VAR对电极对电极电解液电解液工作电极工作电极5.6.2染料敏化太阳能电池的基本结构染料敏化太阳能电池的基本结构光源光源工作电极工作电极染料敏化染料敏化TiO2膜膜对电极对电极电解液电解液TiO2NNCCOOOORu(II)染料敏化染料敏化敏化剂敏化剂平面剖析图平面剖析图（1） 电池结构染料敏化纳米晶光电化学太阳能电池（染料敏化纳米晶光电化学太阳能电池（Dye-sensitized Solar Cells）简称为）简称为DSSC。DSSC 主要由三部分组成。光阳极是染料敏化的多孔纳米晶氧主要由三部分

23、组成。光阳极是染料敏化的多孔纳米晶氧化物半导体膜电极，是这个体系的核心部分。氧化物半导体最化物半导体膜电极，是这个体系的核心部分。氧化物半导体最常用的是纳米晶常用的是纳米晶TiO2。对电极是镀铂导电玻璃，铂不但能将。对电极是镀铂导电玻璃，铂不但能将透过电极的光反射回多孔膜层增加光电转换效率，而且能催化透过电极的光反射回多孔膜层增加光电转换效率，而且能催化电解质中的氧化还原反应电解质中的氧化还原反应9。两个电极之间填充着含有氧化。两个电极之间填充着含有氧化还原电对的电解质，目前最常用的氧化还原电对是还原电对的电解质，目前最常用的氧化还原电对是I/I3。（2)工作原理在入射光的照射下，电池内部发生

24、图示的五个过程，这五个过在入射光的照射下，电池内部发生图示的五个过程，这五个过程分别为：程分别为：(a) 染料受光激发由基态跃迁到激发态染料受光激发由基态跃迁到激发态: D + h D*(b) 激发态染料分子将电子注入到半导体的导带中激发态染料分子将电子注入到半导体的导带中: D* D+ +e(CB)(c) I离子还原氧化态染料可以使染料再生：离子还原氧化态染料可以使染料再生：3I + 2D+ I3 + D(d) 纳米晶膜中传输的电子与氧化态染料之间的复合纳米晶膜中传输的电子与氧化态染料之间的复合: D+ + e(CB) D(e) 纳米晶膜中传输的电子与进入膜中的纳米晶膜中传输的电子与进入膜中

25、的I3离子的复合离子的复合: I3 + 2e(CB) 3I(3) 敏化敏化染料特点染料特点 光敏化染料分子能够吸收光敏化染料分子能够吸收380-920nm 范围的太阳光范围的太阳光。 染料分子能够牢固地连接到氧化物半导体表面，这染料分子能够牢固地连接到氧化物半导体表面，这就需要染料分子带有特定的官能团，如羧基、磷酸基、就需要染料分子带有特定的官能团，如羧基、磷酸基、磺酸基等。磺酸基等。 染料分子激发态的电位要比半导体的导带电位偏负染料分子激发态的电位要比半导体的导带电位偏负至少至少0.1V，为光生电子向半导体的注入提供驱动力。，为光生电子向半导体的注入提供驱动力。染料分子基态的电位要比电解质中

26、氧化还原电对的电染料分子基态的电位要比电解质中氧化还原电对的电极电位偏正，这样可以保证电解质还原氧化态染料使染极电位偏正，这样可以保证电解质还原氧化态染料使染料分子再生。料分子再生。5.6.3 敏化敏化染料种类染料种类(1)金属钌配合物染料M.Grtzel, Nature Mater., 2003, 2, 402(2)纯有机染料敏化太阳能电池敏化剂（1)吲哚啉类染料(2)菁染料(3)香豆素类染料(4)卟啉类染料(5)三芳胺类染料(6)其它染料H. Arakawa, Chem Comm 2003, 252Efficiency=6.8%M.R. Wasielewski, Chem. Mater.,

27、 2003, 15, 2684Influence of -Conjugation Units in Organic Dyes for Dye-Sensitized Solar CellsJ. Phys. Chem. C 2007, 111, 1853-1860 随着染料化学的发展，人们发现可以通过物理随着染料化学的发展，人们发现可以通过物理作用或者化学反应将染料分子引入生物大分子的作用或者化学反应将染料分子引入生物大分子的主链或侧链上，染料和底物在分子水平上的结合主链或侧链上，染料和底物在分子水平上的结合只要极少量染料便可获得所需的颜色深度，或者只要极少量染料便可获得所需的颜色深度，或者发出较

28、强的荧光，从而衍生出一类新的功能性色发出较强的荧光，从而衍生出一类新的功能性色素素-生物医学用色素。生物医学用色素。 这类色素的种类有多种，如这类色素的种类有多种，如(1)荧光探针、荧光探针、(2)DNA测序用荧光染料和测序用荧光染料和(3)光动力学学治疗用光动力学学治疗用色素。色素。5.7 5.7 生物医用色素生物医用色素5.7.15.7.1荧光探针荧光探针 （1）定义：荧光探针技术是一种借助探针分子的光物理和）定义：荧光探针技术是一种借助探针分子的光物理和光化学性质对微环境变化的敏感性在分子水平上研究生物光化学性质对微环境变化的敏感性在分子水平上研究生物体内结构变化的方法体内结构变化的方法

29、 。（2）特点：荧光探针技术方法多样、直观性强、灵敏度高、）特点：荧光探针技术方法多样、直观性强、灵敏度高、检测快速、设备依赖性小，因而这种技术已成为人们研究检测快速、设备依赖性小，因而这种技术已成为人们研究与分子间和分子内弱相互作用密切相关的超分子物理与化与分子间和分子内弱相互作用密切相关的超分子物理与化学问题的有力手段，广泛应用于蛋白质结构及其微环境的学问题的有力手段，广泛应用于蛋白质结构及其微环境的研究、组织化学染色、抗原研究、组织化学染色、抗原-抗体反应的监测及定位、疾抗体反应的监测及定位、疾病诊断等方面。病诊断等方面。 在生物医学检测方面，荧光探针法与传统的同位素检测在生物医学检测方

30、面，荧光探针法与传统的同位素检测方法相比具有响应快，重复性好，用样量少，无辐射等优方法相比具有响应快，重复性好，用样量少，无辐射等优点，因而在点，因而在DNADNA自动测序，抗体免疫分析，疾病诊断，抗自动测序，抗体免疫分析，疾病诊断，抗癌药物分析等方面得到了广泛的应用。癌药物分析等方面得到了广泛的应用。 作为荧光探针的染料需满足如下条件：作为荧光探针的染料需满足如下条件：(1)(1)摩尔消光系摩尔消光系数大；数大；(2)(2)良好的荧光性能和较高的荧光量子产率；良好的荧光性能和较高的荧光量子产率；(3)(3)较较好的稳定性和溶解性；好的稳定性和溶解性；(4)(4)能与被标记物通过物理或化学能与

31、被标记物通过物理或化学作用结合，残余物及副产物易于除去；作用结合，残余物及副产物易于除去；(5)(5)荧光与背景对荧光与背景对比明显；比明显；(6)(6)标记反应条件温和；标记反应条件温和；(7)(7)安全无毒。安全无毒。（3 3）荧光探针的类型）荧光探针的类型 根据荧光染料分子与生物大分子作用方式的不同，可以分为根据荧光染料分子与生物大分子作用方式的不同，可以分为嵌入式荧光探针嵌入式荧光探针 (静电吸引或疏水作用静电吸引或疏水作用)键合式荧光探针键合式荧光探针 (活性反应基团活性反应基团 )（a）嵌入式荧光探针8-苯胺基苯胺基-l-萘磺酸萘磺酸(ANS) 2-对甲苯胺基萘对甲苯胺基萘-6-磺

32、酸盐磺酸盐(TNS)（b）键合式荧光探针 （4 4）典型的荧光探针的合成）典型的荧光探针的合成 1）5-二甲胺基二甲胺基-1-萘磺酰氯萘磺酰氯(DNS-Cl)的合成的合成2）9-芴甲基氯甲酸酯芴甲基氯甲酸酯(FMOC-Cl)的合成的合成3 3）荧光素异硫氰酸酯类的合成）荧光素异硫氰酸酯类的合成4）琥珀酰亚胺酯类的合成5）4-氯-7-硝基-2,1,3-苯噁二唑(NBD-Cl)的合成6）荧光胺的合成7）锌离子荧光探针的合成5.7.2 5.7.2 光动力学学治疗用色素光动力学学治疗用色素 目前治疗肿瘤的方法有四种，即手术、化疗、放射疗法和目前治疗肿瘤的方法有四种，即手术、化疗、放射疗法和光动力学疗法

33、。其中放射疗法是用激光直接烧灼肿瘤细胞，光动力学疗法。其中放射疗法是用激光直接烧灼肿瘤细胞，将之杀灭。另一种应用激光治疗的方法是光动力学疗法将之杀灭。另一种应用激光治疗的方法是光动力学疗法(photodynamic therapy，PDT)。光动力学疗法的基本。光动力学疗法的基本原理是：用对光有特殊敏感作用的物质（即光敏化剂）标原理是：用对光有特殊敏感作用的物质（即光敏化剂）标识肿瘤细胞，然后再用强光或激光照射，在氧气参与下，识肿瘤细胞，然后再用强光或激光照射，在氧气参与下，使癌细胞或癌组织上的标记物发生光化学反应，从而杀灭使癌细胞或癌组织上的标记物发生光化学反应，从而杀灭癌细胞。癌细胞。 光

34、动力学疗法通过光敏化剂与生物组织发生生物光敏光动力学疗法通过光敏化剂与生物组织发生生物光敏化作用来损伤肿瘤和其它病理性增生组织而达到治疗的目化作用来损伤肿瘤和其它病理性增生组织而达到治疗的目的。的。 理想的光敏剂应具备以下特点：理想的光敏剂应具备以下特点：1) 有稳定的组成，最好是单一物质，且容易大有稳定的组成，最好是单一物质，且容易大 量合成；量合成；2) 对于肿瘤组织亲和性强，应用后很快在肿瘤组织中达到高峰，对于肿瘤组织亲和性强，应用后很快在肿瘤组织中达到高峰，而又不会在体内滞留过久，剩余的药物应能很快从体内排泄。而又不会在体内滞留过久，剩余的药物应能很快从体内排泄。3) 在光疗窗口（在光

35、疗窗口（600900 nm）有强吸收；）有强吸收；4) 有较高的三重态量子产率，三重态的能量大有较高的三重态量子产率，三重态的能量大94 kJmol-1；5) 单线态氧的量子产率高；单线态氧的量子产率高；6) 无毒性或毒性小。无毒性或毒性小。光敏剂的发展经历了光敏剂的发展经历了1）以多组分血卟啉衍生物（）以多组分血卟啉衍生物（HPD）混合物为代表的第一）混合物为代表的第一代光敏剂代光敏剂2）目前正在研究中的第二代光敏剂。包括卟啉、卟吩、）目前正在研究中的第二代光敏剂。包括卟啉、卟吩、杂型卟啉、金属酞菁等杂型卟啉、金属酞菁等 。5.7. 55.7. 5光动力学疗法所用光敏剂的合成光动力学疗法所用

36、光敏剂的合成 1) 苯并卟啉衍生物单酸（苯并卟啉衍生物单酸（BPDMA）的合成）的合成2 2）锡红紫素）锡红紫素SnET2SnET2的合成的合成5.8.1 化学发光的定义化学发光的定义：化学发光 (chemiluminscence) 指由化学反应释放的能量引发它周围的物质使其达到激发态，被激发的物质再通过光辐射衰减能量回到基态的过程。化学发光是一个将化学反应产生的能量转变成光能的过程。化学发光色素化学发光色素 5.8.6 5.8.6 化学发光材料的应用化学发光材料的应用 化学发光是常温发光，化学发光器可以做成任意形状，化学发光是常温发光，化学发光器可以做成任意形状，且无需外界能源，所以常用于矿井等避免明火的场合、水且无需外界能源，所以常用于矿井等避免明火的场合、水下作业场所和娱乐场所，或是夜间标识信号、海上救助信下作业场所和娱乐场所，或是夜间标识信号、海上救助信号、应急照明、节日庆典、垂钓渔具等。时常可在游乐场、号、应急照明、节日庆典、垂钓渔具等。时常可在游乐场、运动会开（闭）幕式、歌星演唱会、元宵节夜晚等场合看运动会开（闭）幕式、歌星演唱会、元宵节夜晚等场合看到各式各样的化学发光器。到各式各样的化学发光器。 部分发光应用示例一个化学反应要产生化学发光现象，必须满足以下条件:（1）该反应必须提供足够的激发能，并