[发明专利]一类检测铁离子的后修饰金属-有机骨架材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一类检测铁离子的后修饰金属‑有机骨架材料及其制备方法与应用。该金属‑有机骨架材料是以金属离子Tb³⁺为节点，以5‑羟基间苯二甲酸为有机连接配体，通过水热法制得金属‑有机骨架材料Tb‑HIA，并用丙烯酰氯对Tb‑HIA进行后修饰得到，所述的金属‑有机骨架材料Tb‑HIA的化学式为：[M_m(L)_n·(H₂O)_q(NO₃)]，式中，L为5‑羟基间苯二甲酸，M为金属离子Tb³⁺；m、n和q分别为金属离子、有机连接配体和水分子的个数，其中，m＝1，n＝1，q＝5。本发明提供的材料对三价铁离子的检测具有高选择性，可用作检测三价铁离子的荧光探针；本发明的制备工艺简单，环境友好，成本低，易于大规模制备。

技术领域

本发明涉及金属-有机骨架材料领域，具体涉及一类检测铁离子的后修饰金属-有机骨架材料及其制备方法与应用。

背景技术

铁是人体必需的元素之一，作为细胞中普遍存在的金属，铁对各种细胞的功能有着重要的作用，例如RNA和DNA合成中的电子转移以及氧代谢。但是，人体中铁的过量和缺乏都会导致各种生物学疾病，如遗传性色素沉着症、肝硬化、贫血等，只有正常含量的铁才能保证人体健康。所以发展有效地、高灵敏和具有专一性的铁离子探针材料在临床上和生理医学上具有重要的指导意义。

然而，设计合成出具有高选择性、高灵敏性并且能有效地识别铁离子的检测技术在目前仍然是一个极具挑战的课题。经过科学工作者的不懈努力，已经形成了原子吸收法、极谱法、重铬酸钾法、容量法、分光光度法等传统铁离子的检测方法，但我们发现，以上的这些方法往往存在操作复杂，灵敏度低，不能对微量铁进行检测等不足。为了实现对Fe³⁺离子的高灵敏度，选择性和准确性的检测，许多基于荧光和比色检测Fe³⁺的方法被建立。但是，目前绝大部分的铁离子识别的荧光探针材料要真正应用到现实生产生活中，科学工作者还需解决如下问题：

1.已报道的部分探针材料往往受限于其它重金属离子，如Cu²⁺，Al³⁺和Cr³⁺等对识别过程的干扰，设计和简便的制备专一性对铁离子的探针刻不容缓，具有重要意义；

2.大多数的小分子探针只能适用于有机溶剂体系或有机/水混合体系，不能适用于纯水体系中，因此开发能够在纯水体系中检测铁离子的探针在目前的研究中还有待提高；

3.现在大部分高选择性的铁离子探针作用机理尚未完全清楚。

发明内容

本发明的目的之一是提供一类检测铁离子的后修饰金属-有机骨架材料，价格便宜，能专一性检测铁离子。

本发明的目的之二是提供一种上述检测铁离子的后修饰金属-有机骨架材料的制备方法，工艺简单，可大规模生产。

为实现上述目的之一，本发明采用的技术方案是：一类检测铁离子的后修饰金属-有机骨架材料，以金属离子Tb³⁺为节点，以5-羟基间苯二甲酸(H₂HIA)为有机连接配体，通过水热法制得一例金属-有机骨架材料Tb-HIA，并用丙烯酰氯对Tb-HIA进行后修饰，得到三维金属-有机骨架材料Tb-HIAAC；

其反应通式如下：

Tb³⁺+H₂HIA→Tb-HIA

所述的金属-有机骨架材料Tb-HIA的化学式为：[M_m(L)_n·(H₂O)_q(NO₃)]，式中，

L为有机连接配体H₂HIA，5-羟基间苯二甲酸，其结构式见式Ⅰ；