点亮铱岩

铱(Ir)是一种迷人的元素。Ir是一种在地壳中发现的稀有金属，它能与多种其他元素结合形成不同的金属配合物。这些配合物与光有不同寻常和有趣的相互作用，许多配合物在长时间尺度上表现出强烈的发光。这使得它们被广泛用作生物成像探针和有机发光二极管(OLEDs)的分子，现在从手机到电脑屏幕，大多数显示设备中都有有机发光二极管。东京科学大学的Shin Aoki教授一直在设计新的基于ir的复合物，不仅用于上述应用，而且也用于癌症治疗。

发光是一种从海洋最深处到外太空的地方发现的现象。它负责萤火虫的独特发光，炽热的萤火虫和许多深海生物的梦幻般的颜色。我们的许多电子设备中也利用了发光的力量，从高质量的电视显示器到来，可以是未来可穿戴电子衣服和电子纸的基础的“灵活”的电子显示器。

当物质发光而不预先加热时，会发生发光。通常，当物质吸收小包的光能时，通常会发生发光，称为光子，并且后来以光的形式再次来重复该能量。吸收和发射的光不必具有相同的波长或颜色，因此可以设计将吸收来自阳光的可见光的物质，但是发出诸如红色的特定颜色。并非所有发光都必须通过吸收光而引发。化学发光是由于化学反应而发出的光的名称，并且是萤火虫用于产生在尾巴上看到的特征灯。

虽然人类已经找到了许多方法来利用发光，但从使用发光棒作为钞票的安全墨水，最近有一个兴趣的发光分子飙升，特别是基于铱（IR）的兴趣。这主要是由用于电子显示器的更高效的有机发光二极管（OLED）装置的开发来驱动。OLED器件迅速成为液晶显示器（LCD）屏幕的流行替代方案，因为它们不需要背光，屏幕中的像素可以完全切换，以提供真正的黑色，而不是仅仅是背光暗的区域。这允许更好地对比和通常更高的图像质量。

金属配合物的性质和行为不仅取决于中心金属的类型，而且很大程度上取决于所附配体的类型。

含有ir的分子因其高发光率、长发光寿命和化学和光诱导降解的稳定性而被证明在这一领域非常受欢迎。通过调整这种含ir的金属配合物的化学结构，也有可能调整它们的发射颜色和性质，东京科学大学的Shin Aoki教授是这方面的专家。青木教授和他的团队一直在设计和合成新的基于ir的化合物，用于各种应用，包括作为化学pH传感器和抗癌剂。

复杂结构
金属配合物是一种含有一个或多个金属原子的分子，其周围环绕着附着在金属核上的一系列配体。配体就像来自中央金属核心的树枝，配体的类型多种多样，大小、形状和化学成分各不相同。

金属综合体的性质和行为不仅由中心的金属类型决定，而且也是如同附着的配体的类型。例如，对于用作癌症治疗药物的金属配合物，如果配体太大并且笨重，金属络合物将不能通过身体中的各种通道来到达需要治疗的部位。

配体在确定金属综合体如何与光相互作用时也非常重要。当分子吸收光时，这通常导致电子在分子中的运动，以形成所谓的激发态。这种激动的状态能够强大地不稳定，并且只能在分子尝试经历能量停用回到其原始电子排列之前的短时间内生活。对于金属配合物，这通常意味着，在光吸收的情况下，电子从中央金属移动到附着的配体，反之亦然。

奥科基教授已经故意调整IR中心周围的配体的类型和排列，以控制其在其环状的红外复合物中的电子和能量流动，其中配体与中央金属原子形成环。他能做的是通过在通过复合物的电气运动上演奏诀窍来创造比以前合成的化合物更长的发射时间尺寸的新红外复合物。

电子导游
以前，当为光敏性和磷光染料等应用的应用设计金属配合物时，在长发射寿命有利的情况下，常常将较大且较大的缀合配体围绕IR芯。然而，虽然这是根据需要延伸寿命的，但不需要的副作用是排放过程的效率可忽略疏忽。

这就是青木教授采取不同方法的原因。相反，他使用了设计用来促进可逆电子能量转移过程的配体。通过有多个配体，这些配体在物理上紧密地结合在一起(能够吸收光)，能量和电子密度可以在它们之间可逆地转移。这为电子密度的移动提供了另一种途径，而不仅仅是回到原来的电子结构，这将导致发射猝灭和更短的寿命。

Some of the specific ligands Prof Aoki’s group used to create complexes with very long lifetimes of over 90 and 200 microseconds included 6-N,N-dimethylamino-2-naphthoic acid (DMANA) or 6-N,N-diethylamino-2-naphthoic acid (DEANA), both of which are large ligands capable of creating cyclometalated complexes with the central Ir. Such ligands work well together for potentially promoting reversible electronic energy transfer processes as they have similar energies. Such complexes make excellent test systems for better understanding how these energy transfer processes work in large complex molecular systems.

研究小组创造的特殊Ir复合肽混合物已经被用于检测癌细胞和杀死癌细胞。

铱癌症杀手
青木教授的复合物发出的大量光也可以用来阐明人体发生了什么。研究小组创造的一种特殊的Ir复合物被用来检测癌细胞，然后杀死它们。配体的特殊形状和排列意味着Ir复合物可以特异性地与癌细胞上所谓的“死亡受体”结合。目前的化疗方法的主要问题之一是，治疗的特异性不够强，不能只影响癌细胞，但通常也会损害周围健康的细胞，导致许多副作用。

癌细胞上的死亡受体对癌细胞具有独特的结构而产生的兴趣，因此选择性地与这些药物结合的药物根本不与健康细胞相互作用。Aoki的发光红外复合物教授似乎符合该标准及其明亮的发光意味着它们可以使用显微镜技术在癌细胞中看到它们。红外复合物对细胞也有毒，因此结合后最终导致细胞死亡。然而，该过程足够慢，即单红外复合物可用于肿瘤成像，诊断和治疗。

在许多化学领域广泛使用IR复合物意味着对新设计师复合物的持续需求，具有仔细调整应用的仔细调整。奥科基教授不仅为医学成像和治疗中的应用创造了新的独特分子，而且表现出了考虑如何影响所得的化学性质的新颖方式。