System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种铕功能化卟啉基金属有机框架异质结材料、荧光水凝胶及制备方法和应用技术_技高网

一种铕功能化卟啉基金属有机框架异质结材料、荧光水凝胶及制备方法和应用技术

技术编号:42371488 阅读:9 留言:0更新日期:2024-08-16 14:54
本发明专利技术提出了一种铕功能化卟啉基金属有机框架异质结构荧光材料、荧光水凝胶及制备方法和应用,通过将多孔卟啉金属有机框架与发光镧系金属有机框架有机整合,形成PCN‑221(Zr/Ce)@Eu‑DPA‑H<subgt;4</subgt;btec荧光传感器,该传感器对磺胺类抗生素的检测具有良好的稳定性和选择性,其中磺胺二甲嘧啶、磺胺甲基嘧啶和磺胺‑5‑甲氧嘧啶的检出限分别低至56、45和56 nmol/L,结合PCN‑221(Zr/Ce)@Eu‑DPA‑H<subgt;4</subgt;btec纳米材料优异的光学性能,创新性制备了其荧光复合水凝胶,并成功用于磺胺类抗生素的可视化传感,表明了该金属有机框架荧光材料及其水凝胶在磺胺类抗生素检测方面潜力巨大,同时本发明专利技术为开发高效荧光传感器提供了新思路。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及荧光传感检测磺胺类抗生素的,尤其涉及一种铕功能化卟啉基金属有机框架异质结材料、荧光水凝胶及其制备方法和应用。


技术介绍

1、磺胺类抗生素(sas)作为一种广谱抗生素,用于治疗细菌和原虫感染,在临床兽医领域应用广泛。然而,过量使用的sas可通过动物性食品进入人体并在人体内富集,引发过敏反应、菌群失调和诱发癌症,对人体健康构成严重威胁。考虑到sas对健康的危害,欧盟(eu)、美国和中国均将食用组织中总磺胺类抗生素的最大残留限量(mrl)设定为100 μg/kg。迄今为止,已出现多种sas残留的检测方法,包括高效液相色谱法(hplc)和酶联免疫分析法(elisa)等。然而,这些方法需要较长的操作时间和繁冗的分析步骤。因此,开发快速、灵敏、高效的方法来分析食品中sas含量非常必要。基于纳米探针的荧光检测具有操作简单、检测快速、成本低等优点,受到广泛关注。目前,研究人员已开发出各种纳米材料用于构建sas检测荧光传感器,如配位聚合物纳米颗粒、碳点(cds)和金属有机框架(mofs)等。其中mofs通过坚固的化学键将金属节点与有机桥接配体连接,具有结构多样、孔径可调、化学性质丰富等特点。目前,mofs作为一种新型荧光探针,以其高选择性、易回收、稳定性好等优点受到了广泛的关注。

2、卟啉基mof具有金属卟啉环和π-π共轭大环结构,除了拥有良好的生物相容性和优异的稳定性之外,还具有电子转移快和化学活性高等优点,从而可提供良好的传感性能。同时,由于镧系金属有机框架具有发光寿命长、颜色纯净、发射光谱精确和易于识别等特点,将镧系金属有机框架用作荧光传感器引起了人们的极大兴趣。mof中两种或两种以上金属元素的共存可以产生协同效应,在实际应用中体现出比单金属mofs更好的性能。目前,发光镧系功能化的双金属或三金属有机框架发展势头强劲。例如,yao等人制备了一种双波段发光eu/zr-mof荧光传感器,对油炸土豆和饼干屑中的丙烯酰胺具有出色的选择性。同样,gong等人提出了一种通过合成后修饰的比例荧光纳米探针eu/ce/uio-66-(cooh)2,该探针对真实水样中的磷酸阴离子具有很高的灵敏性。在卟啉mofs上修饰镧系mofs构建多金属mof异质结构,不仅可以利用卟啉mofs的多孔结构吸附大量目标物,还可以利用镧系金属(如ce或eu)的特征荧光峰来形成比率荧光mofs。这些mof@mof荧光传感器在自校正背景、提高检测灵敏度以及弥补单发射mofs在荧光检测中的缺点方面具有很大的优势。特别是将多种mofs组合成一个mof@mof异质结构体系。

3、将mof纳米颗粒与膜、纸或水凝胶等不同材料结合,可以减少纳米材料的损耗,实现mofs的可加工性,拓宽其应用范围。其中水凝胶传感材料因其便携性、可回收性和长期稳定性,而在荧光传感领域具有独特优势。基于mofs的荧光水凝胶不仅具有mofs比表面积大、孔隙率高和发光性能好等优点,而且兼具有聚合物材料灵活性好、可加工性强和化学稳定性好等优点。近年来,基于mofs的荧光水凝胶引起了研究人员的极大兴趣。例如,mao等人制备了用于检测食品中hg2+污染的基于eu-mof的水凝胶生物反应器。ji等人报道了一种结合eu-mof (eu-ttpd)和mg, n-cds的荧光水凝胶,并将其用于检测尿样中的苯乙醛酸。智能手机作为一种快速发展的电子设备,其具有便携、可成像、可安装色彩识别软件等优点。荧光水凝胶传感器与智能手机相结合,用于可视化检测可提高检测效率。据我们所知,目前使用基于mof@mof的水凝胶传感平台与智能手机相结合进行sas可视化检测的研究较少。


技术实现思路

1、针对mof材料在水溶液中传感性能下降以及传感器应用受限的问题,本专利技术提出一种铕功能化卟啉基金属有机框架异质结构荧光材料、荧光水凝胶及制备方法和应用。

2、为了达到上述目的,本专利技术的技术方案是这样实现的:

3、一种铕功能化卟啉基金属有机框架异质结构荧光材料的制备方法,包括如下步骤:

4、(1)将zr8簇和ce6簇分别与四(4-羧基苯基)卟啉连接制备基于卟啉的zr-mof和ce-mof,即pcn-221和pcn-221(ce);

5、(2)将步骤(1)的pcn-221和pcn-221(ce)与eu(no3)3和h4btec在溶液中混合,混合均匀后加入dpa,搅拌反应后得pcn-221(zr/ce)@eu-dpa-h4btec粗溶液;

6、(3)步骤(2)的pcn-221(zr/ce)@eu-dpa-h4btec粗溶液经离心、洗涤、沉淀、干燥得pcn-221(zr/ce)@eu-dpa-h4btec粉末,即铕功能化卟啉基金属有机框架异质结构材料。

7、上述步骤(2)中pcn-221和pcn-221(ce)的质量比为1:1;以pcn-221的质量计,每gpcn-221添加5~10 mmol 的eu(no3)3、0.5~1 mmol的h4btec和5~10 mmol 的dpa;搅拌反应的条件为室温下搅拌20~30 min。

8、上述材料为mof@mof的异质结构,存在微孔和介孔,在250nm光激发下发出红色荧光。

9、上述的铕功能化卟啉基金属有机框架异质结材料在非疾病诊断为目的的检测磺胺类抗生素中的应用。

10、上述的应用,步骤为:向待测样品中加入pcn-221(zr/ce)@eu-dpa-h4btec溶液,反应后,检测反应溶液的荧光强度比f617/f338;pcn-221(zr/ce)@eu-dpa-h4btec的荧光强度比f617/f338分别随着sm2、smr和smd浓度的逐渐增加而增大,并且与sm2、smr和smd浓度呈良好的线性关系;因此可以根据检测目标物代入线性方程y=0.0041x+2.3445,r2=0.998、y=0.0034x+2.3619,r2=0.995或y=0.0028x+2.3611,r2=0.991,用于检测sm2、smr或smd。

11、基于上述的铕功能化卟啉基金属有机框架异质结构荧光材料制备荧光水凝胶的方法,包括如下步骤:

12、1)将pva加入到水加热溶解,然后在室温下静置脱泡,得到pva凝胶溶液;

13、2)将pcn-221(zr/ce)@eu-dpa-h4btec水溶液加入到步骤1)的pva凝胶溶液中室温搅拌均匀,然后静置去除气泡,得pcn-221(zr/ce)@eu-dpa-h4btec-pva溶液;

14、3)pcn-221(zr/ce)@eu-dpa-h4btec-pva溶液经冷冻物理交联后解冻,重复冷冻物理交联-解冻操作,得到pcn-221(zr/ce)@eu-dpa-h4btec-pva水凝胶,即荧光复合水凝胶,。

15、上述步骤2)中pcn-221(zr/ce)@eu-dpa-h4btec水溶液的浓度为10~30 μg/ml,pcn-221(zr/ce)@eu-dpa-h4btec与pva凝胶的质量比为3~本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种铕功能化卟啉基金属有机框架异质结材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

2. 根据权利要求1所述的铕功能化卟啉基金属有机框架异质结材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中PCN-221和PCN-221(Ce)的质量比为1:1;以PCN-221的质量计,每gPCN-221添加5~10 mmol 的Eu(NO3)3、0.5~1 mmol的H4btec和5~10 mmol 的DPA;搅拌反应的条件为室温下搅拌20~30 min。

3.采用权利要求1或2所述的方法制备的铕功能化卟啉基金属有机框架异质结材料,其特征在于:所述材料为MOF@MOF的异质结构,存在微孔和介孔,在250nm光激发下发出红色荧光。

4.权利要求3所述的铕功能化卟啉基金属有机框架异质结材料在非疾病诊断为目的为检测磺胺类抗生素中的应用。

5.根据权利要求4所述的应用,其特征在于,步骤为:向待测样品中加入PCN-221(Zr/Ce)@Eu-DPA-H4btec溶液,反应后,检测反应溶液的荧光强度比F617/F338;根据检测目标物代入线性方程y=0.0041x+2.3445,R2=0.998、y=0.0034x+2.3619,R2=0.995或y=0.0028x+2.3611,R2=0.991,用于检测SM2、SMR或SMD。

6.基于权利要求3所述的铕功能化卟啉基金属有机框架异质结材料制备荧光水凝胶的方法,其特征在于,包括如下步骤:

7. 根据权利要求4所述的基于铕功能化卟啉基金属有机框架异质结材料制备荧光水凝胶的方法,其特征在于:所述步骤2)中PCN-221(Zr/Ce)@Eu-DPA-H4btec水溶液的浓度为10~30 μg/mL,PCN-221(Zr/Ce)@Eu-DPA-H4btec与PVA凝胶的质量比为3~10:10000;步骤3)中冷冻的温度为-20℃。

8.采用权利要求6或7所述的方法制备的荧光水凝胶,其特征在于:所述荧光水凝胶中均匀分布有PCN-221(Zr/Ce)@Eu-DPA-H4btec。

9.权利要求8所述的荧光水凝胶在非疾病诊断为目的的可视化检测磺胺类抗生素中的应用。

10. 根据权利要求9所述的应用,其特征在于,步骤为:将荧光水凝胶浸入待测溶液中,浸泡5 min后,取出水凝胶在254 nm紫外光下观察,红色荧光的猝灭程度与磺胺类抗生素含量呈线性正相关。

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【技术特征摘要】

1.一种铕功能化卟啉基金属有机框架异质结材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

2. 根据权利要求1所述的铕功能化卟啉基金属有机框架异质结材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中pcn-221和pcn-221(ce)的质量比为1:1;以pcn-221的质量计,每gpcn-221添加5~10 mmol 的eu(no3)3、0.5~1 mmol的h4btec和5~10 mmol 的dpa;搅拌反应的条件为室温下搅拌20~30 min。

3.采用权利要求1或2所述的方法制备的铕功能化卟啉基金属有机框架异质结材料,其特征在于:所述材料为mof@mof的异质结构,存在微孔和介孔,在250nm光激发下发出红色荧光。

4.权利要求3所述的铕功能化卟啉基金属有机框架异质结材料在非疾病诊断为目的为检测磺胺类抗生素中的应用。

5.根据权利要求4所述的应用,其特征在于,步骤为:向待测样品中加入pcn-221(zr/ce)@eu-dpa-h4btec溶液,反应后,检测反应溶液的荧光强度比f617/f338;根据检测目标物代入线性方程y=0.0041x+2.3445,r2=0.998、y=0.0034x+...

【专利技术属性】
技术研发人员:白艳红介明沙朱冰朱阿美和家新蓝晟恺
申请(专利权)人:郑州轻工业大学
类型:发明
国别省市:

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