近日,閩南科技學院生命科學與化學學院功能材料與藥物開發課題組傳來重磅喜訊,2022級應用化學專業學生朱家儀、郭炎輝以共同第一作者身份,在生命科學與化學學院院長戴玉梅教授和唐恩教授聯合指導下,完成學術論文《Mastering Fluorescence through a Rare-Earth Ion Functional Switch in Isostructural Bimetallic MOFs》,並成功發表於美國化學會旗下SCI權威期刊《Inorganic Chemistry》(JCR 1區)。
金屬有機框架(MOFs)的熒光特性傳統上多依賴有機配體調控,金屬節點尤其是稀土中心的功能價值尚未得到充分挖掘。課題組突破傳統研究局限,設計合成了兩種有機配體完全一致、僅稀土中心存在差異的等結構雙金屬MOFs——以La³⁺為金屬節點的配合物1和以Eu³⁺為金屬節點的配合物2,通過單晶X射線衍射技術明確其等結構特徵,並系統揭示了三維框架的構建機制。

熒光性能分析顯示,稀土離子的種類直接決定材料的發光行為:配合物1呈現配體中心發射(LC),配合物2則以配體-金屬電荷轉移(LMCT)主導發射。這一本質差異使得兩種材料對諾氟沙星(NOR)表現出截然相反的傳感響應:配合物1呈現熒光「開啟」效應,配合物2則表現為熒光「關閉」效應。靈敏度測試結果表明,配合物1對NOR的檢測限低至0.16 μM,配合物2的檢測限為0.78 μM,且兩種材料均具備優異的抗干擾性能,為諾氟沙星的精準檢測提供了高效解決方案。
本研究通過單原子稀土中心的精準替換,實現了從發光機制到功能輸出的可控反轉,突破了傳統MOF熒光調控依賴配體修飾的局限,為稀土基功能材料的分子設計提供了新範式。
此次成果的發表,是生命科學與化學學院「科教融合、產教協同」育人理念的生動寫照。近年來,生命科學與化學學院高度重視本科生科研創新能力培養,通過搭建高水平科研平台、推行導師團隊制、支持學生參與省級以上科研項目等舉措,為青年學子搭建了施展才華的廣闊舞台。本科生能以核心成員身份登上國際頂刊,既是個人勤奮鑽研的成果,更是學院人才培養質量的有力證明。下一步,生命科學與化學學院將繼續深化教學改革,強化科研反哺教學,為培養更多具備創新精神和實踐能力的高素質人才賦能蓄力,期待課題組再創佳績,為學科建設和科研事業發展書寫更多精彩篇章。(李昌傑)