近年来，X-射线成像技术在生物医学、国土安全、工业探伤、天体物理等诸多领域取得了重要应用，引起了研究者的广泛关注。实时观察复杂物品内部结构的动态X-射线柔性成像是X-射线成像技术中最具挑战性的一种，这需要闪烁体具有高效的X-射线激发发光 (X-ray Excited Luminescence, XEL) 以及优异的可加工性和稳定性。

近日，郑州大学李恺/臧双全团队与香港中文大学（深圳）唐本忠院士团队合作通过胶束辅助晶体生长工艺得到了比传统制备工艺所制备的晶体尺寸更小、形貌更规则的铜碘簇基金属有机框架（MOF）微晶闪烁体。利用该微晶闪烁体制备的柔性闪烁体屏可以达到20 LP mm-1的超高分辨率，并实现了对运动物体内部结构的动态X-射线柔性成像。这一成果以“High Performance Dynamic X-ray Flexible Imaging Realized Using a Copper Iodide Cluster-Based MOF Microcrystal Scintillator”为题发表在《德国应用化学》期刊上（Angew. Chem. Int. Ed., 2023, DOI: 10.1002/anie.202308194）。

无机-有机杂化闪烁体因其制备工艺简单、XEL性能优异而成为X-射线闪烁体领域的研究热点。铜碘簇是一种新型的无机-有机杂化闪烁体，因其结构多样性丰富、X-射线吸收强、XEL性能优异、毒性低等优点而受到广泛关注，在构建动态X-射线柔性成像闪烁体屏方面具有良好的潜力。然而，铜碘簇闪烁体的可加工性和稳定性仍然有限，亟待改进。

本研究以具有聚集诱导发光 (AIE) 特性的大环分子作为桥接配体，构建了基于铜碘簇的MOF闪烁体。AIE大环桥接配体的引入和紧凑框架结构的形成使其具有较高的XEL性能和优异的化学稳定性。在原位合成的过程中，作者在体系中加入了聚乙烯吡咯烷酮 (Polyvinyl pyrrolidone, PVP)，使配体和CuI在PVP胶束中组装形成尺寸更小，形貌更规则的棒状微晶，进一步提高了闪烁体的发光强度和可加工性。铜碘簇基MOF微晶闪烁体在X-射线激发下能发射出明亮的发光，XEL强度可以媲美商品化闪烁体，最低检测限可以达到34.6 nGy s-1。同时，该闪烁体具有优异的水氧稳定性，容易保存且适于在极端环境中使用。

作者表示，利用铜碘簇基MOF微晶闪烁体制备的柔性闪烁体屏具有优异的柔韧性，该柔性闪烁体屏可用来对圆珠笔的内置弹簧、包含较轻元素的葵花籽和微芯片的内置密集电路进行X-射线成像。同时，内置金属制品的行李箱模型可以用来进行安检模拟实验，在X-射线照射下，在闪烁屏上可以看到箱子内部的金属扳手、钥匙、螺丝。更重要的是，覆盖闪烁体屏的柔性OLED显示屏经过S型弯曲后，在X-射线照射下，可以清晰地动态观察到曲面的内置电路。

图1. 铜碘簇基MOF微晶闪烁体用于动态X-射线柔性成像。图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.

图2. 微晶闪烁体的制备 (a-f) 以及闪烁体性能 (g-i)。图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.

图3. 柔性闪烁体屏用于高性能X-射线成像。图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.

来源：X-MOL