[发明专利]镍金属有机框架材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种镍金属有机框架材料的制备方法，包括以下步骤：S1、将对苯二甲酸溶于N,N‑二甲基甲酰胺与水的混合溶剂中，得到混合液；S2、将NiCl₂·6H₂O溶于步骤S1得到的混合液中，得到前驱体溶液；S3、将步骤S2得到的前驱体溶液于120～150℃下进行溶剂热反应8～12h，得到的沉淀物经洗涤、干燥后，即得到所述镍金属有机框架材料。本发明还公开了镍金属有机框架材料，由所述镍金属有机框架材料制备的用于检测NO的传感器及检测方法。本发明制得的镍金属有机框架材料可用于构建NO传感器，提高NO检测过程的灵敏度和响应速度。

技术领域

本发明涉及传感器制备技术领域，具体涉及一种基于镍金属有机框架材料(Ni-MOFs)的一氧化氮高灵敏传感器的构建方法及其应用。

背景技术

一氧化氮(NO)是一种大气污染物，其存在两大危害：一方面在催化氧化、光氧化等作用机制下形成亚硝酸根(NO₂^-)和硝酸根(NO₃^-)，最终诱发酸雨的产生；另一方面它还能引发臭氧层破坏以及光化学污染等危害。除此之外，Robert F.Furchgott等科学家还证实NO在生物体系中，也是一种重要的功能分子。NO参与许多生命活动，如调节血压平衡、抑制血小板活性、参与神经传导、免疫反应等。因而，NO的含量将直接关系到人们的身体健康状况。倘若NO的产生和代谢出现异常，将会导致一些疾病，如贫血、糖尿病、动脉粥样硬化、帕金森综合症、阿尔茨海默症、心力衰竭和高血压等心血管疾病。因此，NO除了作为一项典型的环境空气质量指标须进行重点监测外，实时准确地检测人体内NO的浓度对疾病的早期预防和后期治疗也具有相当重要的意义。现如今，NO的测定方法主要有体外检测方法和体内检测方法两大类。体外检测法包括硝酸还原酶法、重氮反应法(Griess)、高效液相色谱法等，这些方法的原理是基于对NO₂^-和NO₃^-浓度的测定，但不能直接准确地反映生物体内NO的真实含量。适合于体内检测的方法有化学发光分析法(CL)、紫外-可见分光光度法(UV-vis)、荧光分光光度法、高铁血红蛋白法、电化学传感器方法等。然而，这些方法本身均存在优点与不足：化学发光法灵敏度较高，适于体内和体外检测，但难以排除金属离子的干扰。荧光分光光度法测定选择性较强，易于将NO与NO_x相区别，但非荧光物质在测定过程中会降低实验结果的准确性，染料分子的使用增加测定的复杂程度的同时也对待测试样具有生物毒害作用。高铁血红蛋白法所采用的仪器设备较为简单、测定结果稳定可靠，但其操作过程较为复杂、专一性较差，易受亚硝酸盐的干扰。这些方法均涉及到耗时、繁琐的样品预处理工艺，极大地制约了它们在生理、病理和环境检测中的应用。

电化学传感器方法是以电化学的基本理论和实验操作方法作为信号探测与转换手段，构建电化学传感器进行NO的测定。它是目前能够实现直接且动态的原位实时检测生物体内NO的最佳手段。其检测原理是NO在电极表面上释放电子最终被氧化为NO₃^-,观察并记录电化学信号来揭示NO浓度变化情况。该法具有响应迅速、测定结果准确、灵敏度高、仪器简便和成本较低等优点,检测限可低至纳摩尔级(nM)。随着纳米技术和纳米材料学、纳米生物学等纳米科学的蓬勃发展，为构建高灵敏度和高选择性的传感器提供了良好的平台。由于纳米材料具有大的比表面积和很高的表面自由能、优良的导电性能、较好的机械强度等物理特性，更为重要的是可提供充足的电催化活性位点，进而有效改善电子迁移速率，以及高效地催化NO在电极上的反应，从而更灵敏地检测NO。同时电化学方法也为活细胞释放的NO的原位实时监测提供了极大的可行性。因此，电化学传感方法在临床诊断、药物研究、生物小分子分析与检测、环境监测等领域均具有广泛的应用前景。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种镍金属有机框架材料(Ni-MOFs)，由该镍金属有机框架材料可用于构建NO传感器，提高了NO检测过程的灵敏度和响应速度。

本发明的另一目的在于提供一种镍金属有机框架材料的制备方法，包括以下步骤：