[发明专利]一种基于镧系离子杂化共价有机框架材料的荧光探针及制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种基于镧系离子杂化共价有机框架材料的荧光探针及制备方法及应用。本发明的镧系离子杂化共价有机框架材料由羧基化亚胺型共价有机框架与六水合氯化铕通过配位反应得到；本发明的镧系离子杂化共价有机框架材料不仅通过共价有机框架对目标分子的强亲和力进行萃取富集，提高了灵敏度，而且还利用羧酸根与镧系离子配位，形成新的荧光中心，减少环境干扰。所构建的镧系离子杂化共价有机框架材料能够用于构建高灵敏度、高选择性、高稳定性的检测四环素的高性能荧光探针。

技术领域

本发明属于环境检测技术领域，具体地说，涉及一种基于镧系离子杂化共价有机框架材料的荧光探针及制备方法及应用。

背景技术

镧系稀土金属离子(Ln³⁺)具有特征荧光峰型尖锐、色纯度和分辨率极高，且其斯托克斯位移较大，有利于消除外界干扰等特点，是制备荧光探针的一种优异材料^[1]。但由于Ln³⁺本身具有较小的摩尔吸光系数，且f-f禁戒跃迁，使得该系离子的吸光能力减弱，只能在几个特殊的波段才能被激发，限制了其应用。以镧系离子(Ln³⁺)或镧系发光配合物为客体，以有机材料或无机材料为主要基体，通过主客体相互作用组装成的镧系杂化发光材料可以提高发光强度，拓宽激发光谱，并提高热稳定性和机械稳定性^[2]。然而，在镧系有机/无机杂化领域仍存在一些问题：(1)这些杂化体系的光稳定性，特别是在水环境中的光稳定性有待进一步提高。水分子会与镧系离子形成配位，而配位水分子的振动模式引起的猝灭效应会减弱镧系离子的发射强度。(2)在复杂系统或实际样品中，镧系杂化发光材料的抗干扰检测能力有待提高^[3]。

共价有机框架材料是一类由轻元素(如氢，碳，氧，氮，硅等)组成的结晶多孔聚合物，具有表面积大、孔径可调控、热稳定性好、化学稳定性好和结构多变的显著特点，受到了各个领域科研者的关注^[4]。共价有机框架晶体结构中大π-共轭体系使其具有一定的发光性能^[5]，其周期性结构允许引入特定靶点以增加特异性。与传统的小分子化学传感器相比，共价有机框架材料不溶于水和常见的有机溶剂，便于分离、再生和重复使用。此外，共价有机框架具有大的表面积，可以与目标相互作用，电子和光物理特性可调^[6]。

基于此，本发明提出基于镧系离子杂化共价有机框架材料的荧光探针，利用共价有机框架表面官能团与镧系离子配位，提高杂化材料的光稳定性，利用共价有机框架表面官能团与目标物的相互作用力提高材料的抗干扰检测能力。

参考文献

[1]Lidia Armelao,Silvio Quici,Francesco Barigelletti,et al.Design ofluminescent lanthanide complexes:From molecules to highly efficient photo-emitting materials.Coordination Chemistry Reviews:2010,254(5-6):487-505.

[2]Tianying Sun,Yaobin Gao,Yangyang Du,et al.Recent Advances inDeveloping Lanthanide Metal-Organic Frameworks for Ratiometric FluorescentSensing.Frontiers in chemistry:2020,8:624592.

[3]Xi Chen,Yang Xu,and Huanrong Li.Lanthanide organic/inorganichybrid systems:Efficient sensors for fluorescence detection.Dyes andPigments:2020,178:108386.