[发明专利]一种无机杂化探针及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种无机杂化探针及其制备方法和应用，本发明的无机杂化探针包括稀土有机配合物，所述稀土有机配合物与硅烷化层状矿物共价结合。其不仅解决了稀土有机配合物热稳定性不足的问题，也为检测铜离子和重铬酸根离子提供方便可行的方法，对应的荧光光谱检测限分别为13nM和38nM。

技术领域

本发明属于发光材料技术领域，尤其涉及一种无机杂化探针及其制备方法和应用。

背景技术

铜离子作为人体必需的微量元素之一，在人体新陈代谢中发挥着重要的作用，例如Cu²⁺参与酶催化过程，也是人体血液、肝脏和脑组织等铜蛋白的组成部分，人体中Cu²⁺含量过低会导致骨质疏松、贫血等疾病，而含量过高也会导致血压升高、阿尔茨海默病和威尔逊病等疾病。但同时Cu²⁺也是一种常见的环境污染的过渡金属离子，土壤中过量的铜离子会不利于农作物的生长，并且会通过被污染的食物和饮用水在生物体内积累而极大的损害生物体的肝脏和肾脏。Cr₂O₇^2-作为实验室中常见的强氧化剂，对人体健康同样会产生不利的影响，例如引发皮肤病和肺癌、刺激呼吸系统、损害肝肾等，该阴离子也会通过金属电镀、油漆颜料生产和皮革生产等过程扩散到环境中。因此，对Cu²⁺和Cr₂O₇^2-的监测对于环境保护以及人体健康有着重要的意义。

现有的检测阴、阳离子的方法有原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、电感耦合等离子体质谱法、表面增强拉曼光谱法、生物传感法和电化学方法等，但上述方法具有过程较为复杂、成本高、不适合现场分析和不适用于大批量检测等缺点。而荧光检测由于其选择性好、灵敏度高、响应迅速而广泛应用于检测各种阴阳离子和有机化合物，但大多荧光探针因无法消除背景信号的干扰而导致检测结果的准确性受到影响。

稀土有机配合物荧光探针因其特殊的光谱特性例如尖锐的发射峰、荧光寿命长、斯托克位移大等，有助于消除背景信号的影响而受到广泛的关注。然而由于稀土离子的f-f跃迁为禁阻跃迁，直接激发稀土离子需要较大的能量，通常利用一些有机配体包括β-二酮、芳香羧酸、联吡啶、邻菲咯啉、三苯基氧磷和大环类冠醚等可以通过“天线效应”来敏化稀土离子发光，从而构建稀土有机配合物荧光探针。但稀土有机配合物仍然存在光、热稳定性不足的缺点而限制其应用。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明第一个方面提出一种无机杂化探针，其不仅解决了稀土有机配合物热稳定性不足的问题，也为检测铜离子和重铬酸根离子提供方便可行的方法。

本发明的第二个方面提出了一种上述无机杂化探针的制备方法。

本发明的第三个方面提出了一种上述无机杂化探针的应用。

根据本发明的第一个方面，提出了一种无机杂化探针，包括无机基质和稀土有机配合物，所述无机基质和所述稀土有机配合物之间共价结合，所述无机基质包括硅烷化层状矿物。

本发明中，硅烷化层状矿物能与稀土有机配合物进行共价结合从而形成一种热稳定性良好的无机-有机杂化荧光探针，其中，层状矿物作为无机基质与稀土有机配合物结合，不仅解决了稀土有机配合物热稳定性不足的问题，其还具有较大的比表面积，与稀土有机配合物共价结合后有利于降低对客体荧光响应的检测限，从而提高无机杂化探针对金属盐离子的检测灵敏度。

在本发明的一些实施方式中，所述无机基质和稀土有机配合物的摩尔比为1：1。