[发明专利]基于同时封装靶物质并合成具有氧化还原活性MOFs的制法

说明书

技术领域

本发明属于合成技术领域，具体涉及一种基于同时封装靶物质并合成具有氧化还原活性MOFs的制法。

背景技术

金属有机框架材料(MOFs)是一类由金属离子(簇)与有机桥联配体连接而成的具有纳米孔穴的超分子晶体材料。有着很多优异特点：比表面积超大，孔径和拓扑结构可以调控，热稳定性、化学稳定性很好，因此，金属有机框架材料比其他材料有着广阔的发展前景。可以调控的孔径以及拓扑结构使得金属有机框架材料在生物、化学传感方面有着广阔的应用前景，此外，人们已经研究了金属有机框架材料在催化剂、气体储存、吸附与分离、药物缓释等诸多方面的应用。

因为电化学传感技术具有灵敏度高、环境友好、检测快速、易于操作等特点，因而使用范围十分广阔。利用MOFs材料构建电化学传感可进一步改善电化学传感器的检测灵敏度和特异性，提高其分析的精确性。

目标识别是传感器的要素之一，MOFs材料在传感方面具有天然优势。MOFs材料的拓扑结构、节点金属离子的选择、连接体有机配体的尺寸和形状以及框架的组成方式等因素都会影响MOFs的孔结构和孔尺寸。利用孔的结构和尺寸对所需的物质进行定性选择，是MOFs的一个十分重要的性能，也是把MOFs材料应用到传感领域的一个最吸引人的特点。尺寸小于MOFs孔结构的原子或分子才可以被吸附进孔中进行检测，而孔内的结构和基团可与目标物存在相互作用(如静电相互作用、氢键、π-π、共价键等)，从而进一步提高选择性。根据前文所提到的MOFs材料独特的孔结构和大的比表面积，鉴于这些特点，所以MOFs可以高效吸附富集目标物，从而提高检测灵敏度。

虽然大部分MOFs材料不具有电传导能力，但其独特的孔结构和化学可调节性使得MOFs材料在电化学传感领域有着非常广阔的应用前景。通过改变有机配体、金属离子或直接向金属有机框架材料中导入氧化还原活性的物质制备新型的具有氧化还原活性及良好电传导能力的孔结构稳定的MOFs材料，并通过物理沉积、自组装、电解沉积等方法构建MOFs薄膜电化学传感界面及传感器件。研究具有氧化还原活性及良好电传导能力的MOFs材料传感界面的构造、孔结构、界面上生物分子识别、富集以及电化学信号转换等科学问题，使得电化学传感器的选择性提高，检测限降低，检测范围变宽；利用其生物相容性，构筑对底物具有生物识别性和生物酶催化功能的生物界面，研究生物传感器中所涉及的生物分子在界面上的电子氧化还原转移基本行为。

但是，现有的方法一般是通过浸渍的方式向金属有机框架中导入氧化还原活性物质，需要先合成MOFs，再将靶物质溶解在有机溶剂中通过共价键将靶物质修饰在MOFs上。此方法的弊端如下：1、实验过程复杂且成本高，并且产生大量废弃物；2、此方法中MOFs的孔尺寸较小且是固定的，难以封装大分子的靶物质，使得靶物质聚集在MOFs材料的表面，降低了靶物质的负载量；3、MOFs材料中靶物质的负载电力能力降低。

发明内容

本发明的一个目的是为了克服现有技术中的MOFs材料不具有电传导能力的缺陷，提供一种基于同时封装靶物质并合成具有氧化还原活性MOFs的制法。

本发明的另一个目的是提供上述制法制备得到的金属有机框架复合材料，该金属有机框架为靶分子修饰的ZIF-8，具有电传导的特性，解决了现有技术中的金属有机框架不具有电传导能力的弊端。

本发明的第三个目的是提供一种修饰电极，该修饰电极为上述MOFs材料修饰的电极，该修饰电极可以对多巴胺进行准确、灵敏地检测，具有更好的检测灵敏度和准确性。

本发明的第四个目的是提供一种三电极体系。

本发明的第五个目的是提供上述修饰电极在检测多巴胺中的应用。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：

基于同时封装靶物质并合成具有氧化还原活性MOFs的制法，包括如下步骤：

在硝酸锌水溶液中加入靶物质和2-甲基咪唑水溶液，进行反应，得到的沉淀物即为目标产物。