[发明专利]一种荧光双响应的中空介孔材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种荧光双响应的中空介孔材料及其制备方法和应用。本发明采用自牺牲模板法合成稀土钒酸盐微球，再将铽的头孢拉定配合物负载在稀土钒酸盐微球内，使得稀土钒酸盐微球(GdVO₄:Eu³⁺)中铕离子和铽的头孢拉定配合物中铽离子的特征发射峰共存，且各特征发射峰的发光强度互不影响，即本发明的中空介孔材料具有荧光双响应功能。本发明通过荧光双响应的中空介孔材料检测吡啶‑2,6‑二羧酸钙(CaDPA)，从而识别出炭疽病毒，与现有的红外光谱、拉曼散射光谱等方法更为简单便捷，本方法在紫外灯照射下即可通过肉眼观察荧光变化判断检测结果。

技术领域

本发明涉及发光材料技术领域，特别涉及一种荧光双响应的中空介孔材料及其制备方法和应用。

背景技术

近年来设计合成对客体分析物有选择性识别功能的受体分子引起了广泛关注，这基于被识别物对生物和环境问题具有重大意义。炭疽杆菌对人体具有高致命性，故对炭疽菌病毒的检测研究几十年来一直是个热点，设计并开发高效实用的检测技术和探针对其进行快速检测对保护人类和动物起着至关重要的作用。研究表明，吡啶-2,6-二羧酸钙(CaDPA)在炭疽病毒的干重所占的质量比高达百分之十，这样我们便可以通过检测吡啶-2,6-二羧酸钙这一独特的标记物，达到对炭疽病毒识别的效果。但是，现有的红外光谱、拉曼散射光谱等检测技术实施过程复杂、仪器价格昂贵，通过肉眼无法辨认结果。

中空介孔材料因其低密度、比表面积大、表面渗透性强等优越的性能在药物释放、催化、传感、生物识别等领域有广阔的应用前景；但是，目前尚未发现采用具有中空介孔结构的稀土发光材料用于炭疽病毒的识别。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种荧光双响应的中空介孔材料及其制备方法和应用，该荧光双响应的中空介孔材料形貌可控且均匀，具有荧光双响应功能。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

(1)将第一可溶性稀土盐、第二可溶性稀土盐、尿素、水混合后，在80～100℃条件下搅拌反应2～5小时，经冷却、离心分离、干燥得到稀土碱式碳酸盐，其中，所述第一可溶性稀土盐中的稀土元素选自钆、铈、镧、钇中的一种或几种；所述第二可溶性稀土盐中的稀土元素为铕，所述第一可溶性稀土盐与所述尿素的摩尔比为1:10～50；所述第一可溶性稀土盐与所述第二可溶性稀土盐的摩尔比为1:0.05～1；

(2)将矾酸氨、盐酸、水混合后，再加入步骤(1)所得的稀土碱式碳酸盐，在150～220℃条件下密闭反应8～16小时，经冷却、离心分离、干燥得到稀土钒酸盐,其中，所述步骤(1)所得的稀土碱式碳酸盐与所述矾酸氨的摩尔比为1:1～1.5；所述步骤(1)所得的稀土碱式碳酸盐的所述盐酸的摩尔比为1:0.1～0.5；

(3)将第三可溶性稀土盐溶液、头孢拉定、水混合后，加入步骤(2)所得的稀土钒酸盐，搅拌反应10～16小时得到中空介孔材料，其中，所述第三可溶性稀土盐溶液中的稀土元素为铽；所述第三可溶性稀土盐与所述头孢拉定的摩尔比为1:2～4；所述第三可溶性稀土盐与步骤(2)所得的稀土钒酸盐的摩尔比为1:0.05～0.2。

优选的，所述步骤(1)中，所述搅拌反应的条件为：转速为100～1500r/min，温度为60～120℃。

进一步优选的，步骤(1)中，所述搅拌反应的条件为：转速为300～800r/min，温度为80～100℃。

优选的，所述步骤(1)中，所述第一可溶性稀土盐的摩尔与所述水的体积的比为1:60～100(mmol/mL)。

进一步优选的，所述步骤(1)中，所述第一可溶性稀土盐的摩尔与所述水的体积的比为1:80(mmol/mL)。

优选的，所述步骤(1)中，所述第一可溶性稀土盐中的稀土元素为钆。