[发明专利]一种金属有机框架复合材料的制备及作为比率型荧光探针在检测双氧水和Pi中的应用

说明书

本发明公开了一种金属有机框架复合材料的制备方法，是将氯化锆、氯化铁、冰醋酸加入DMF中，超声溶解得到锆、铁混合溶液；将苯二甲酸和罗丹明B溶于DMF中得到苯二甲酸和罗丹明B的混合溶液；将锆、铁混合溶液与苯二甲酸和罗丹明B的混合溶液混合，搅拌均匀，于100~120℃下反应10~12 h，然后冷却，洗涤，真空干燥，得到金属有机框架复合材料RhB@UiO‑66(Zr/Fe)。H₂O₂对RhB@UiO‑66(Zr/Fe)具有荧光开启作用，在H₂O₂荧光开启的基础上Pi对其具有荧光猝灭作用，将荧光开启或荧光猝灭作为响应信号，而RhB荧光发射不受H₂O₂和Pi的影响，将其作为稳定的参考信号，从而实现对H₂O₂和Pi的荧光比率法检测，灵敏度高，选择性强，且可以较好的避免系统误差和人为误差，具有更好的重现性和稳定性。

技术领域

本发明属于化学合成及荧光探针技术领域，涉及一种金属有机框架复合材料的制备方法；本发明同时涉及该金属有机框架复合材料作为比率型荧光探针在检测H₂O₂和Pi中的应用。

背景技术

磷酸盐离子（Pi）是浮游植物和水生植物的必需养分，广泛分布于地下水和溪流水中。不受控制的人为排放，包括农业肥料损失、工业排放和生活污水排放，给水环境带来了巨大的Pi污染威胁。湖泊和河流中过量的磷会造成一种称为水富营养化的污染现象，这一方面导致某些水生植物开花，另一方面导致其他植物的腐烂甚至死亡。到现在为止，人们一直致力于开发用于检测Pi的方法，包括色谱法、比色法、电分析和基于酶的方法生物传感器。尽管这些努力极大地促进了Pi测定领域的发展，但上述方法仍存在一些固有的缺陷。因此，迫切需要开发一种经济有效，方便且可靠的方法来监测Pi以进行水质控制。

过氧化氢(H₂O₂)是多种酶催化反应的产物和桥梁，许多生物指标可以通过测定H₂O₂来间接获得。例如，最常用的血糖检测方法是基于葡萄糖氧化酶氧化葡萄糖后产生的H₂O₂的检测。因此，H₂O₂的检测具有重要意义，最广泛和最重要的过氧化氢测定是基于酶催化反应。然而，天然酶存在一些缺点，如在恶劣的化学环境中容易失活，制备昂贵和耗时。受天然酶的启发，人们致力于开发功能纳米材料来模拟天然酶的功能，如MOF。

金属有机骨架(metal-organic frameworks，MOFs)是一类有趣的杂化微孔晶体材料，由金属离子和有机连接物通过强共价键构建而成。这些高度有序的金属有机骨架的特殊结构提供了各种新兴的功能材料，如结构多样性、超高孔隙率和易于表面修饰。由于其有趣的结构拓扑结构，MOF在传感、生物成像和药物输送领域显示出巨大的潜在应用。荧光传感器具有高性能的独特优势，基于MOF的结构特征的荧光传感也引起了人们的极大关注，因为金属离子和有机连接物都可以用来产生发光信号，而且高孔隙率和高比表面积便于与分析物接触。在过去的几十年里，各种荧光MOF传感器已经被开发出来，用于检测各种化学物质，包括金属离子、炸药和小分子。将金属有机骨架材料与染料进行复合，由于金属有机框架的多孔性及染料的高荧光性能，可以扩大其在传感方面的应用，提高对检测物的选择性及灵敏性。

比率型荧光法是通过测量两个不同波长处的荧光强度，以其比值为信号参量来测定目标物的分析方法。该方法可以通过同时测量两个不同的发射信号从而提供内置的修正，相比于单通道检测，可提供更精确的数据分析，可以较好的避免系统误差和人为误差，具有更好的重现性和稳定性。相比基于单一荧光信号的传统荧光探针而言，它可减少或消除检测底物浓度、外部环境和仪器条件变化等因素引起的数据失真。同时，两种不同波长发射光线强度的变化会引起检测体系颜色的变化，使检测过程更加可靠。

发明内容

本发明的目的是提供一种金属有机框架复合材料的制备方法；