[发明专利]一种可快捷检测巯基氨基酸的金属-有机框架及其制备方法

说明书

本发明提供一种可快捷检测巯基氨基酸的金属‑有机框架及其制备方法。本发明将一定比例的蒽配体和马来酰亚胺配体，同乙酸和四氯化锆溶解在N,N‑二甲基甲酰胺中，密封在氮气氛围中90℃反应得到一种荧光相对较弱的金属‑有机框架，其结构示意图如下图所示：本发明的有益效果：(1)可实现对约50微摩尔每升的巯基氨基酸如半胱氨酸、高半胱氨酸以及谷胱甘肽快速的荧光增强过程，达到快速检测的效果；(2)所制备的金属‑有机框架稳定性高；(3)背景干扰小，可通过信号增强的方式实现检测；(4)多孔结构，可保证巯基氨基酸分子进入到材料内部实现检测。

技术领域

本发明属于多孔材料制备及巯基氨基酸检测技术领域，尤其涉及一种可快捷检测巯基氨基酸的金属-有机框架及其制备方法。

背景技术

巯基氨基酸如半胱氨酸、高半胱氨酸以及谷胱甘肽在生物体中的异常水平常与很多疾病相联系在一起，其浓度的检测对很多疾病的确定具有重要的研究价值。其检测材料大多溶解在溶液中，通过光谱等方法进行测定，所需时间长，成本高。而固态探针可直接修饰成相应的器件对信号进行读取，操作简便，所需时间短，大大提高了检测的效率。然而构筑固态探针较溶液态探针具有很大的挑战性，固态探针普遍存在响应速度慢、检测效果差等问题。金属-有机框架是由金属或者金属团簇与有机配体配位得到的无限延伸的网络结构，具有比表面积高、孔径可调和结晶性好等特点，目前广泛用于气体吸附、分离、催化和传感等领域。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供一种可快捷检测巯基氨基酸的金属-有机框架及其制备方法。

发明人将具有良好发光性能的电子给体-蒽和良好的电子受体-马来酰亚胺同时引入到多孔晶态固态材料中，设计合成较稳定的锆金属-有机框架，由于给体和受体之间发生电子转移，框架本身具有较弱的荧光，而将框架浸泡在巯基氨基酸溶液中，巯基和马来酰亚胺的加成反应使得框架中的电子转移过程收到抑制，使给体的荧光恢复，在紫外灯下实现对巯基氨基酸的肉眼可见检测。该金属框架具有以下特点：(1)独特的可调控性，背景干扰较小，可通过信号增强的方式实现检测过程；(2)多孔的结构，可保证巯基氨基酸分子进入到材料内部实现检测；(3)晶态的无限网络结构对实现单颗晶体对巯基氨基酸的可视化快捷检测提供可能。

本发明的技术方案如下。

一种可快捷检测巯基氨基酸的金属-有机框架，该金属-有机框架由氧化锆群族组成框架结构的八面体晶体主体，氧化锆群族之间的连接含有通过蒽和马来酰亚胺与氧化锆群族的配位连接，其结构如下：

制备上述可快捷检测巯基氨基酸的金属-有机框架方法，包括以下步骤：

(1)将四氯化锆、蒽配体、马来酰亚胺配体溶于N,N-二甲基酰胺中，加入乙酸溶液，置于90℃烘箱中反应40小时，反应完成后，得到八面体粗晶体；

(2)使用N,N-二甲基酰胺对粗晶体洗涤，每天洗三次，持续两天，之后将晶体浸泡入水中。

上述可快捷检测巯基氨基酸的金属-有机框架的制备方法，四氯化锆、蒽配体、马来酰亚胺配体、乙酸的摩尔比为2～6:1:1～5:210，其中蒽和马来酰亚胺配体之和与四氯化锆的摩尔比为1:1。

上述制备方法步骤(1)中蒽配体的结构式为：

马来酰亚胺配体的结构式为：

上述马来酰亚胺配体的制备方法，包括以下步骤：

(1)将化合物1置于圆底烧瓶中，加入N,N-二甲基酰胺溶剂使其溶解，然后加入氯甲基甲醚和二异丙基乙胺，在氮气保护下室温反应40分钟，之后加水将产物析出，抽滤并用大量水洗涤，真空干燥得到黄色固体产物，即化合物2；