聚集诱导发光（AIE）在材料科学、生物医学和化学传感等领域都有重要应用。这种现象可以用于制造高效的荧光探针，用于细胞成像、生物分析和药物传递。揭示染料聚集诱导发光的分子机制对发展新型功能荧光染料具有重要意义。目前，“限制分子运动”和“限制进入交叉点”是两个被广泛接受的AIE机理，但上述两个机理对平面型且分子内无转子染料的AIE现象不能提供完美的解释。

近日，海南大学迟伟杰教授课题组、华东理工大学郭志前教授课题组、新加坡科技设计大学刘晓刚教授课题组采用密度泛函理论对系列平面型BODIPY染料的基态和激发态的几何构型和电子结构进行了系统分析。提出了可预测平面型分子AIE潜力的理论描述符，即分子弯曲角度和低频振动对重组能贡献。结果显示，分子几何构型在激发态偏离平面20°以上，且低频振动对重组能贡献超过30%，则该分子具有AIE效应。基于这些结果，研究人员提出了“限制分子弯曲”这一新的AIE机理。最后，采用这两个描述符，研究人员理论设计了两个潜在AIE染料，并实验合成了其中一个分子，光谱数据证明了该分子的AIE效应，并将该分子用于脂滴荧光成像。该工作提出的机制丰富了AIE机理，为发展新型AIE染料提供了重要理论依据

研究成果发表于国际著名期刊《J Mater Chem C》上，题为“Restriction of intramolecular bending (RIB) enables the quantitative design of AIEgens”，并被编辑选为热点文章。文章第一作者为海南大学迟伟杰教授，通讯作者为华东理工大学郭志前教授、新加坡科技设计大学刘晓刚教授。

全文连接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2023/tc/d3tc01481a/unauth

撰稿人：迟伟杰

审核人：罗盛旭