1. 稀土杂化发光材料的构筑

镧系元素是指元素周期表中处于第六周期从57号到71号的15种元素，其发光范围几乎覆盖了从紫外光到可见光一直到近红外光的整个发光范畴，从而构成了一个巨大的光学材料宝库。例如Eu³⁺、Tb³⁺、Sm³⁺和Tm³⁺可分别发射出红光、绿光、橙光和蓝光。Yb³⁺、Nd³⁺和Er³⁺的发射则可位于近红外光区。由于4f轨道受到外层满壳层5s²、5p⁶轨道的屏蔽作用，使得4f→4f内层电子跃迁几乎不受外界电场、磁场和配位场的影响，故镧系离子的光谱性质稳定，其发射波长与周围环境无关，不随基质的不同而改变。同时由于Ln³⁺的4f能级差极小，导致4f→4f内层电子跃迁发射即Ln³⁺发光具有发光谱带窄（尖锐的线状光谱）、色纯度高、色彩鲜艳、荧光寿命长等特性。但由于其f-f跃迁是自旋禁阻的，导致单纯的镧系离子发光较弱、发光效率低，而限制了它的应用。基于此，我们以晶态的有机框架材料（如金属-有机骨架MOFs等）为基体，利用框架中有机配体对镧系离子的“天线效应”，设计构筑系列新型稀土光功能杂化材料并研究其光频转换性能及其在荧光传感方面的应用。

2. 稀土光功能有机框架荧光探针及其传感性能研究

荧光分析法是以发光或吸收光的变化作为传感输出信号的，在一些定性或半定量检测场合，甚至只需要肉眼观察就可以判断检测结果，具有操作简单、检测速度快、便于部署等优点。在荧光材料中，镧系 MOFs因兼具了镧系离子优异的发光性能以及MOFs独特的结构特点（高的表面积和孔隙率、丰富的作用位点、强大的可设计调控性），在荧光传感领域表现出较高的应用前景，被广泛用于发光探针研究。我们致力于设计构筑镧系光功能有机框架荧光探针材料并研究其对不同分析物的荧光传感性能。

3. 稀土杂化发光材料在疾病早期诊断中的应用

心血管疾病、癌症、中枢神经系统疾病的发病率和死亡率呈现持续走高且年轻化态势，是严重威胁人类健康的常见重大疾病。根据世界卫生组织的观点，如果对病例做到早发现、早治疗，就可降低死亡率，大大改善患者生活。故建立早期预警方法对于上述重大疾病的防治和存活率提升至关重要。通过对体液内疾病标志物的定量检测，能够实现对疾病的早期预警，并且，疾病标志物在监测复发、疗效评估预后判断等过程中也发挥着重大的作用。此外，因其检测具有创伤小、标本易获得等优点，疾病标志物助力重大疾病的精准诊治成为当下研究的热点。但因疾病标志物所处环境复杂且其含量随病情变化在不断变化，使其检测仍面临着特异性和定量精确性不佳的问题。因此，提高检测方法的灵敏度和诊断的准确率，一直是研究者的追求，也是临床上亟待解决的一大难题。鉴于此，我们以体液中疾病标志物的精准检测为导向，通过探索新颖荧光响应与调控机制，设计构筑稳定性高、荧光性能优异、识别能力强的荧光探针，以实现对不同疾病标志物的精准定量识别，为重大疾病的早期精准诊断奠定理论研究基础。

相关工作发表在Angew. Chem. Int. Ed. (2024, e202411956 )、Adv. Mater. (2020, 32, 2000791)、Adv. Funct. Mater. (2019, 29, 1903058)、Adv. Mater. (2018, 30, 1705634)、Adv. Funct. Mater. (2017, 27, 1603856)等期刊上。