CN104844640A - 一种利用表面活性剂调控氨基酸/稀土配位聚合物形貌的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种利用表面活性剂调控氨基酸/稀土配位聚合物形貌的方法。由于表面活性剂自身所带电荷的不同，其与稀土离子或氨基酸的吸附或配位方式也因此不同，从而在水热条件下实现氨基酸/稀土配位聚合物的形貌由无表面活性剂时的鼓形向圆饼形、哑铃形和棱柱形的转变。本方法具有操作简单，表面活性剂价格低廉，稀土配位聚合物形貌调控效果明显的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种可控调节稀土配位聚合物形貌的方法，特别是利用具有不同带电类型的表面活性剂调控氨基酸/稀土配位聚合物形貌的方法，属于稀土发光材料制备领域。
背景技术
配位聚合物是由金属离子和有机配体分子通过化学配位作用桥连而成的。与传统的稀土配合物一样，稀土配位聚合物也具有稀土离子特有的发光效率高、Stokes位移大、荧光寿命长和抗光漂白等荧光特性，在分子识别、选择性吸附、离子交换、异相催化、光学、磁学等方面有着巨大的应用前景。
生物分子由于具有良好的生物相容性和低廉的价格而被广泛用于配位聚合物的制备。在已报道的生物分子/配位聚合物中，氨基酸是其中应用最多的生物分子。虽然目前已有一些以氨基酸为桥连配体制备的配位聚合物的报道，但是氨基酸与稀土离子共同构筑荧光配位聚合物的研究却鲜有报道。研究表明，稀土配位聚合物的尺寸大小、形貌对其在分子识别、光学传感和药物运输等方面表现出的性质有很大的影响，甚至起到决定性作用。尽管如此，由于生物分子具有很强的配位灵活性和稀土离子具有高的配位数，所以目前还难以实现生物分子/稀土配位聚合物形貌的有效调控。表面活性剂是一种典型的结构导向剂，其可以通过吸附或配位的方式与功能材料前期生成的晶核表面相作用，从而实现材料形貌的调控。然而，目前利用表面活性剂可控调节稀土配位聚合物的方法还尚未见报道。
发明内容
本发明的目的是针对生物分子/稀土配位聚合物形貌难以合理调控实现的技术现状，提供一种利用表面活性剂来调控生物分子/稀土配位聚合物形貌的方法，该方法操作简单易行，能够实现生物分子/稀土配位聚合物的形貌由鼓形向圆饼形、哑铃形和棱柱形的转变。
本发明的技术方案为：一种利用表面活性剂调控氨基酸/稀土配位聚合物形貌的方法，其特征是利用稀土离子、生物分子和表面活性剂通过水热合成法制备生物分子/稀土配位聚合物，实现氨基酸/稀土配位聚合物的形貌由无表面活性剂时的鼓形向圆饼形、哑铃形和棱柱形的转变；具体步骤为：将稀土离子和氨基酸的水溶液按照1:1的摩尔比加入到N，N’-二甲基甲酰胺剂中，混合均匀，然后，在搅拌下加入具有不同电荷的表面活性剂固体颗粒，总体积为12 mL，室温搅拌反应 20 min后，将此混合液转移到聚四氟乙烯内衬反应釜中，在150℃继续反应 24 小时，自然冷却至室温后，离心收集白色沉淀，沉淀用无水乙醇洗涤三次，经60℃干燥后，得到氨基酸/稀土配位聚合物。
所述使用的稀土离子是铽离子。
所述使用的氨基酸是苯丙氨酸。
所述使用的表面活性剂包含三种类型：阳离子表面活性剂——十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、阴离子表面活性剂——十二烷基硫酸钠（SDS）或非离子表面活性剂——聚乙烯吡咯烷酮（PVP）。
本发明的有益效果：所制备的生物分子/稀土配位聚合物由于稀土离子独特的发光特性，可应用于时间分辨荧光分析。利用氨基酸分子为桥连配体，避免了桥连配体的复杂合成，使得生物分子/稀土配位聚合物的生物相容性好，有助于拓展稀土配位聚合物在生物医学领域的广泛应用。同时，本方法具有操作简单，成本低廉，容易实现生物分子/稀土配位聚合物形貌的可控调节。
附图说明
图1 氨基酸/稀土配位聚合物（Tb/Phe）的扫描电镜图片。
图2 添加CTAB（5mg）后Tb/Phe配位聚合物的扫描电镜图片。
图3 添加SDS（5mg）后Tb/Phe配位聚合物的扫描电镜图片。
图4 添加PVP（5mg）后Tb/Phe配位聚合物的扫描电镜图片。
具体实施方式
结合图1、2、3、4所示对本发明进行阐述。
实施例1
阳离子表面活性剂调控氨基酸/稀土配位聚合物（Tb/Phe）形貌的方法，其方法步骤为：
（1）制备浓度均为25 mM的硝酸铽（Tb(NO3)3）和苯丙氨酸（Phe）水溶液。
（2）向8mL的N，N’-二甲基甲酰胺（DMF）中加入2 mL的苯丙氨酸水溶液并混合均匀。
（3）在不断搅拌下，将2 mL 浓度为25 mM的Tb(NO3)3水溶液加入到上述的混合液中，室温混匀。
（4） 将5 mg的CTAB加入到上述Tb(NO3)3和Phe的混合液中，反应的总体积是12 mL。
（5）在将混合液超声至透明后，继续室温搅拌反应20 min。然后，将该混合液液转移到聚四氟乙烯内衬反应釜中，150 ℃反应24 h。
（6）自然冷却室温后，离心收集反应产生的白色沉淀，离心速度为13000 rpm，时间为10 min；
（7）为了去除未反应的物质，沉淀用无水乙醇洗涤三次。最后把沉淀重悬于1 mL纯水中以备用。
实施例2
阴离子表面活性剂调控氨基酸/稀土配位聚合物（Tb/Phe）形貌的方法，其方法步骤为：
（1）制备浓度均为25 mM的硝酸铽（Tb(NO3)3）和苯丙氨酸（Phe）水溶液。
（2）向8mL的N，N’-二甲基甲酰胺（DMF）中加入2 mL的苯丙氨酸水溶液并混合均匀。
（3）在不断搅拌下，将2 mL 浓度为25 mM的Tb(NO3)3水溶液加入到上述的混合液中，室温混匀。
（4）将5 mg的SDS加入到上述Tb(NO3)3和Phe的混合液中，反应的总体积是12 mL。
（5）在将混合液超声至透明后，继续室温搅拌反应20 min。然后，将该混合液液转移到聚四氟乙烯内衬反应釜中，150 ℃反应24 h。
（6）自然冷却室温后，离心收集反应产生的白色沉淀，离心速度为13000 rpm，时间为10 min；
（7）为了去除未反应的物质，沉淀用无水乙醇洗涤三次。最后把沉淀重悬于1 mL纯水中以备用。
实施例3
非离子表面活性剂调控氨基酸/稀土配位聚合物（Tb/Phe）形貌的方法，其方法步骤为：
（1）制备浓度均为25 mM的硝酸铽（Tb(NO3)3）和苯丙氨酸（Phe）水溶液。
（2）向8mL的N，N’-二甲基甲酰胺（DMF）中加入2 mL的苯丙氨酸水溶液并混合均匀。
（3）在不断搅拌下，将2 mL 浓度为25 mM的Tb(NO3)3水溶液加入到上述的混合液中，室温混匀。
（4） 将5 mg的PVP加入到上述Tb(NO3)3和Phe的混合液中，反应的总体积是12 mL。
（5）在将混合液超声至透明后，继续室温搅拌反应20 min。然后，将该混合液液转移到聚四氟乙烯内衬反应釜中，150 ℃反应24 h。
（6）自然冷却室温后，离心收集反应产生的白色沉淀，离心速度为13000 rpm，时间为10 min；
（7）为了去除未反应的物质，沉淀用无水乙醇洗涤三次。最后把沉淀重悬于1 mL纯水中以备用。
Claims (4)
1.一种利用表面活性剂调控氨基酸/稀土配位聚合物形貌的方法，其特征是利用稀土离子、生物分子和表面活性剂通过水热合成法制备生物分子/稀土配位聚合物，实现氨基酸/稀土配位聚合物的形貌由无表面活性剂时的鼓形向圆饼形、哑铃形和棱柱形的转变；具体步骤为：将稀土离子和氨基酸的水溶液按照1:1的摩尔比加入到N，N’-二甲基甲酰胺剂中，混合均匀，然后，在搅拌下加入具有不同电荷的表面活性剂固体颗粒，总体积为12 mL，室温搅拌反应 20 min后，将此混合液转移到聚四氟乙烯内衬反应釜中，在150℃继续反应 24 小时，自然冷却至室温后，离心收集白色沉淀，沉淀用无水乙醇洗涤三次，经60℃干燥后，得到氨基酸/稀土配位聚合物。
2.根据权利要求 1 所述的一种利用表面活性剂调控氨基酸/稀土配位聚合物形貌的方法，其特征是使用的稀土离子是铽离子。
3.根据权利要求 1 所述的一种利用表面活性剂调控氨基酸/稀土配位聚合物形貌的方法，其特征是使用的氨基酸是苯丙氨酸。
4.根据权利要求1所述的一种利用表面活性剂调控氨基酸/稀土配位聚合物形貌的方法，其特征是使用的表面活性剂包含三种类型：阳离子表面活性剂——十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、阴离子表面活性剂——十二烷基硫酸钠（SDS）或非离子表面活性剂——聚乙烯吡咯烷酮（PVP）。
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