[发明专利]一种稀土金属配合物凝胶的制备及其在检测组氨酸的应用

说明书

本发明公开了一种稀土金属配合物凝胶的制备方法，是将4‑氨基吡啶功能化的均苯三甲酰亚胺超声分散于纯水中，制得水悬浮液；向水悬浮液中加入稀土金属化合物，加热至50~55℃，得到无色溶液，冷却至室温，得到白色稀土金属配合物水凝胶；将金属配合物水凝胶经干燥、得金属配合物干凝胶；粉粹即得金属配合物凝胶粉。在365nm UV‑LED灯内预置不同稀土金属配合物干凝胶或凝胶粉，LED灯发生出不同颜色的荧光，可用于制备彩色LED灯。在TP‑Eu、TP‑La中分别加入一系列氨基酸，只有组氨酸His的加入可使TP‑Eu、TP‑La的荧光增强因此其可用于检测组氨酸。

技术领域

本发明涉及一种金属配合物水凝胶的制备，尤其涉及一种稀土金属配合物水凝胶的制备；本发明同时涉及稀土金属配合物水凝胶应用：在荧光识别组氨酸中的应用及在光学方面的应用，属于材料构建和分子检测领域。

背景技术

稀土元素被誉为“工业的维生素”，具有无法取代的优异磁、光、电性能，对改善产品性能，增加产品品种，提高生产效率起到了巨大的作用。由于稀土作用大，用量少，已成为改进产品结构、提高科技含量、促进行业技术进步的重要元素，被广泛应用到了冶金、军事、石油化工、玻璃陶瓷、农业和新材料等领域。

发明内容

本发明的目的是提供一种稀土金属配合物凝胶的制备方法；

本发明的另一目的是提供上述稀土金属水凝胶的具体应用。

一、稀土金属配合物水凝胶的制备

将4-氨基吡啶功能化的均苯三甲酰亚胺（标记为TP）超声分散于纯水中，制得浓度为1~1.1 mg/mL的水悬浮液；向水悬浮液中加入稀土金属化合物，加热至50-55℃，得到无色溶液，冷却至室温，得到白色稀土金属配位的水凝胶，标记为TP-Ms。将金属配合物水凝胶经真空干燥后得金属离子配位的干凝胶粉末。4-氨基吡啶功能化的均苯三甲酰亚胺的结构式为：

4-氨基吡啶功能化的均苯三甲酰亚胺与稀土金属化合物的摩尔比为1:3~1:3.1。

稀土金属化合物为稀土金属Eu、La、Th 、Tb、Ce的硝酸盐，稀土金属配位物凝胶分别标记为TP-Eu、TP-La、TP-Th、TP-Tb、TP-Ce。

二、稀土金属配合物凝胶的荧光性能

1、TP-Ms的荧光性能

在365nm的紫外灯照射下，稀土金属离子配位的水凝胶的干凝胶发射出不同颜色的荧光。将365nm UV-LED灯分别插入预置了不同稀土金属配合物干凝胶的小试管中，打开电源后，上述LED灯器件发出多中颜色的荧光：TP-Eu发出红色荧光；TP-La发出白色荧光，TP-Th发出白色荧光；TP-Ce荧光猝灭；TP-Tb发出亮黄色荧光。因此，TP-Ms干凝胶粉末可用于多种颜色得LED灯器件。

2、TP-La、TP-Eu对于氨基酸的响应性能

在稀土金属配合物水凝胶TP-Eu中分别加入1倍当量的一系列氨基酸（Phe、Gln、Ile、Thr、Glu、Ala、Ser、Met、Val、Tyr、Ary、Asp、Pro、His、Leu、Gly、Cys），发现，只有当加入组氨酸His时，TP-Eu的荧光增强，并其颜色由淡蓝色转变为红色；而加入等当量的其他的氨基酸时，其荧光并没有增强，颜色也没有变化（见图1）。因此，超级金属水凝胶TP-Eu可用于单一选择性荧光识别组氨酸His。

在超级金属水凝胶TP-La中分别加入1倍当量的一系列氨基酸（Phe、Gln、Ile、Thr、Glu、Ala、Ser、Met、Val、Tyr、Ary、Asp、Pro、His、Leu、Gly、Cys），发现，只有当加入组氨酸His时，TP-La的荧光增强，而加入等当量的其他的氨基酸时，荧光并没有增强。因此，超级金属水凝胶TP-La可用于单一选择性荧光识别组氨酸His （见图2）。