金属有机骨架材料荧光传感器在生物活性分子检测中的应用
发布时间：2021-08-20 06:15
金属有机骨架（MOFs）作为一类多孔配位聚合物材料,由金属离子/离子团簇和有机桥联配体以配位方式自组装而成。近年来,MOFs材料的潜在应用受到了广泛的关注。目前,各种不同的MOFs材料已成功地应用于气体储存、化学传感、分离/吸附、药物运输、多相催化、生物成像等研究领域。MOFs材料具有丰富的活性位点、优异的吸附性能、孔道结构可调性和卓越的荧光性质等优势,使得MOFs在荧光传感领域展现出巨大的发展潜力。因此,将MOFs材料发展为荧光传感器应用于生物样品中目标物的分析检测具有重要意义。本文采用溶剂热法制备了两种不同的MOFs材料,将它们发展为荧光传感器应用于生物样品中L-半胱氨酸和叶酸的分析检测。具体内容如下:（1）采用溶剂热法合成了一种新的金属有机骨架材料{[Ca1.5（?8-HL1）（DMF）2]·DMF}n(CaII-MOFs;H4L1=1,1’:4’,1"-三联苯-3,3",5,5"-四羧酸)。该Ca
【文章来源】：天津师范大学天津市
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
构筑发光MOFs材料的光学元件[9]
荧光性质[15]。Wang等人[16]采用吡啶类有机配体H2L（H2L=5-(2-甲基吡啶-4-基)间苯二甲酸）和Zn(NO3)2·6H2O制备了蓝色荧光发射的超稳定性的Zn(L)(H2O)·H2O材料。该MOFs材料的蓝色荧光是由于配体π*-π或π*-n电子跃迁引起的荧光发射。同时，在该MOFs材料的平行四边形框架微孔通道中存在很多路易斯酸碱位点（配位水分子和未配位的羧基），能够对一些分析物具有特异性识别的能力。因此，将Zn(L)(H2O)·H2O材料发展作为多响应的荧光传感器应用于Cr(III)、Cr(VI)和4-硝基苯酚的高选择性和高灵敏性的分析检测。如图1.2所示，Lv等人[17]以羧酸类有机配体NH2-H2BDC（2-氨基对苯二甲酸）和AlCl3·6H2O为前体原料，尿素为调节剂，在水热条件下合成了一种强荧光发射的NH2-MIL-53(Al)材料。该MOFs材料具有很好的水稳定性，在435nm处具有较强的荧光发射，当加入次氯酸根离子（ClO-）后，其荧光发射受到抑制。因此将该荧光传感系统应用于水体系中的ClO-的高选择性和高灵敏性的定量检测。图1.2利用NH2-MIL-53(Al)作为荧光探针检测次氯酸根离子[17]。Fig.1.2NH2-MIL-53(Al)asfluorescentprobefordetectionoffreechlorine[17].
天津师范大学2017级硕士学位论文41.1.3.2基于镧系金属荧光发射的MOFs镧系金属荧光发射的MOFs材料的荧光性质不仅仅来源于有机配体的独特光学性质，而一些镧系金属离子（Eu3+或Tb3+）也能够为MOFs材料贡献其优异的光学特性。由于镧系金属离子具有f-f电子跃迁禁阻的特点，它可通过有机配体对镧系金属离子进行有效地敏化作用，产生“天线效应”，使得发生f-f电子跃迁产生镧系金属离子的荧光发射，该荧光发射具有斯托克斯位移大、量子产率高、光学纯度高、发射光谱线尖锐、发光寿命长等优点[18]。如图1.3所示，Yin等人[19]采用AIE（AggregationInduced-Emission，聚集诱导发射）类型的有机配体L1（L1=2,3,5,6-四(4-羧苯基)吡嗪）和镧系金属离子（Eu3+和Tb3+）设计合成出具有双荧光发射的L1-EuMOFs和L1-TbMOFs材料。该L1-LnMOFs材料由于配位作用形成的刚性骨架结构，可减少由于内分子旋转振动而导致的非辐射能量损失，从而增强了其荧光性质。同时，作为荧光发射源的AIE有机配体L1通过对镧系金属离子进行有效地敏化作用，产生“天线效应”，致使其Eu或Tb离子产生荧光发射。当设置激发波长为280nm时，L1-EuMOFs材料能够在415nm和630nm处产生荧光发射，将L1-EuMOFs材料发展为一种比率型的荧光探针应用于生物体液中精氨酸的定量分析检测。图1.3基于旋转限制发射和天线效应的LnMOFs材料[19]。Fig.1.3RotationrestrictedemissionandantennaeffectinLnMOFs[19].此外，通过对一些主族和过渡金属MOFs材料进行镧系离子（Eu3+或Tb3+）的掺杂或者功能化也可赋予其镧系金属离子的荧光发射特性，以此来丰富其
【参考文献】：
博士论文
[1]含氮金属有机骨架材料的合成、表征及CO2捕获性能研究[D]. 周奎.武汉理工大学 2017
硕士论文
[1]基于三羧酸配体构筑的金属有机骨架材料的合成及荧光性能研究[D]. 陶玉芳.吉林大学 2019
[2]新型金属—有机骨架材料的合成及其在荧光检测和色谱样品前处理中的应用[D]. 潘亚男.兰州大学 2017
[3]金属—有机骨架材料的快速制备及其荧光传感性质研究[D]. 钱晶晶.安徽大学 2014
本文编号：3352977
【文章来源】：天津师范大学天津市
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
构筑发光MOFs材料的光学元件[9]
荧光性质[15]。Wang等人[16]采用吡啶类有机配体H2L（H2L=5-(2-甲基吡啶-4-基)间苯二甲酸）和Zn(NO3)2·6H2O制备了蓝色荧光发射的超稳定性的Zn(L)(H2O)·H2O材料。该MOFs材料的蓝色荧光是由于配体π*-π或π*-n电子跃迁引起的荧光发射。同时，在该MOFs材料的平行四边形框架微孔通道中存在很多路易斯酸碱位点（配位水分子和未配位的羧基），能够对一些分析物具有特异性识别的能力。因此，将Zn(L)(H2O)·H2O材料发展作为多响应的荧光传感器应用于Cr(III)、Cr(VI)和4-硝基苯酚的高选择性和高灵敏性的分析检测。如图1.2所示，Lv等人[17]以羧酸类有机配体NH2-H2BDC（2-氨基对苯二甲酸）和AlCl3·6H2O为前体原料，尿素为调节剂，在水热条件下合成了一种强荧光发射的NH2-MIL-53(Al)材料。该MOFs材料具有很好的水稳定性，在435nm处具有较强的荧光发射，当加入次氯酸根离子（ClO-）后，其荧光发射受到抑制。因此将该荧光传感系统应用于水体系中的ClO-的高选择性和高灵敏性的定量检测。图1.2利用NH2-MIL-53(Al)作为荧光探针检测次氯酸根离子[17]。Fig.1.2NH2-MIL-53(Al)asfluorescentprobefordetectionoffreechlorine[17].
天津师范大学2017级硕士学位论文41.1.3.2基于镧系金属荧光发射的MOFs镧系金属荧光发射的MOFs材料的荧光性质不仅仅来源于有机配体的独特光学性质，而一些镧系金属离子（Eu3+或Tb3+）也能够为MOFs材料贡献其优异的光学特性。由于镧系金属离子具有f-f电子跃迁禁阻的特点，它可通过有机配体对镧系金属离子进行有效地敏化作用，产生“天线效应”，使得发生f-f电子跃迁产生镧系金属离子的荧光发射，该荧光发射具有斯托克斯位移大、量子产率高、光学纯度高、发射光谱线尖锐、发光寿命长等优点[18]。如图1.3所示，Yin等人[19]采用AIE（AggregationInduced-Emission，聚集诱导发射）类型的有机配体L1（L1=2,3,5,6-四(4-羧苯基)吡嗪）和镧系金属离子（Eu3+和Tb3+）设计合成出具有双荧光发射的L1-EuMOFs和L1-TbMOFs材料。该L1-LnMOFs材料由于配位作用形成的刚性骨架结构，可减少由于内分子旋转振动而导致的非辐射能量损失，从而增强了其荧光性质。同时，作为荧光发射源的AIE有机配体L1通过对镧系金属离子进行有效地敏化作用，产生“天线效应”，致使其Eu或Tb离子产生荧光发射。当设置激发波长为280nm时，L1-EuMOFs材料能够在415nm和630nm处产生荧光发射，将L1-EuMOFs材料发展为一种比率型的荧光探针应用于生物体液中精氨酸的定量分析检测。图1.3基于旋转限制发射和天线效应的LnMOFs材料[19]。Fig.1.3RotationrestrictedemissionandantennaeffectinLnMOFs[19].此外，通过对一些主族和过渡金属MOFs材料进行镧系离子（Eu3+或Tb3+）的掺杂或者功能化也可赋予其镧系金属离子的荧光发射特性，以此来丰富其
【参考文献】：
博士论文
[1]含氮金属有机骨架材料的合成、表征及CO2捕获性能研究[D]. 周奎.武汉理工大学 2017
硕士论文
[1]基于三羧酸配体构筑的金属有机骨架材料的合成及荧光性能研究[D]. 陶玉芳.吉林大学 2019
[2]新型金属—有机骨架材料的合成及其在荧光检测和色谱样品前处理中的应用[D]. 潘亚男.兰州大学 2017
[3]金属—有机骨架材料的快速制备及其荧光传感性质研究[D]. 钱晶晶.安徽大学 2014
本文编号：3352977
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/3352977.html
教材专著
