Angew. Chem. ：空间电荷转移型Au(III)发光配合物实现高效X射线闪烁和成像

X射线闪烁体具备将高能X射线转化为可见光的能力，被广泛应用于安全检测和生物医学等领域。近年来，基于三线态利用的新型有机闪烁体发展迅速，被视为下一代X射线闪烁体的候选材料之一。但是，纯有机材料主要由碳、氢、氮等轻元素组成，对X射线吸收能力不足，限制了其性能的进一步提升。最近，高性能Au(III)发光配合物不断涌现，在有机光电领域展示出良好的应用前景。Au具有较大的原子序数（Z=79），理论上应该具备较高的X射线衰减系数；同时，Au(III)发光配合物能通过磷光或热活化延迟荧光机制，实现对三线态的高效利用。因此，Au(III)发光配合物是一类潜在的X射线闪烁体。但是，目前尚未报道Au(III)发光配合物在X射线探测领域的应用。

图1. X射线闪烁体的闪烁过程以及本工作中报道的Au(III)配合物的设计思路和闪烁性能

近日，武汉大学龚少龙教授&林乾乾教授联合团队以三蝶烯单元作为桥连基团，两种C＝N＝C配体环化的Au(III)单元作为受体，吖啶单元为给体，构建了首例空间电荷转移型Au(III)配合物，并对其激发态特性和发光性能进行了深入探究，最后成功将其应用于X射线闪烁和成像领域。

图2. 空间电荷转移型Au(III)配合物的晶体结构、理论模拟数据及光物理性能

在溶液和非掺杂薄膜状态下，两种新型配合物Tp-Au-1和Tp-Au-2均实现了基于分子内空间电荷转移的高效热活化延迟荧光(TADF)，其发光性能明显优于价键共轭型的对比配合物。有趣的是，当选用不同极性的主体材料时，两种配合物在掺杂薄膜中的发射机制可以实现从磷光到TADF的转变。在X射线激发下，基于Tp-Au-2制备的薄膜闪烁体具有明显的辐致发光特性，其光产额高达77,600 光子/MeV。同时，优化后的薄膜闪烁体能实现清晰的X射线成像效果，其空间分辨率高于16.0 lp/mm。

图3. 基于Tp-Au-2制备的薄膜闪烁体的X射线闪烁和成像性能

综上所述，该工作基于三蝶烯骨架构建了首例空间电荷转移型Au(III)发光配合物，并通过光物理研究与理论模拟深入探究了其发光机制，最终成功实现了高性能的X射线闪烁与成像。该研究为开发新型X射线闪烁体提供了一条新途径。

论文信息

Through-Space Charge-Transfer Organogold(III) Complexes Enable High-Performance X-ray Scintillation and Imaging

Tianhao Chen+, Yalun Xu+, Ao Ying, Prof. Chuluo Yang, Prof. Qianqian Lin*, and Prof. Shaolong Gong*

文章的第一作者是武汉大学的博士研究生陈天浩和博士生许亚纶，通讯作者是武汉大学的龚少龙教授和林乾乾教授。

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202401833