CN112480152B - 一种稀土荧光探针及其制备方法与应用 - Google Patents
一种稀土荧光探针及其制备方法与应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112480152B CN112480152B CN202011461729.0A CN202011461729A CN112480152B CN 112480152 B CN112480152 B CN 112480152B CN 202011461729 A CN202011461729 A CN 202011461729A CN 112480152 B CN112480152 B CN 112480152B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- rare earth
- fluorescent probe
- fda
- earth fluorescent
- dmf
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000007850 fluorescent dye Substances 0.000 title claims abstract description 48
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 46
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 title claims abstract description 44
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 158
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000003446 ligand Substances 0.000 claims abstract description 7
- DNXDYHALMANNEJ-UHFFFAOYSA-N furan-2,3-dicarboxylic acid Chemical compound OC(=O)C=1C=COC=1C(O)=O DNXDYHALMANNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 238000004729 solvothermal method Methods 0.000 claims abstract description 6
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 17
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 15
- CHTHALBTIRVDBM-UHFFFAOYSA-N furan-2,5-dicarboxylic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)O1 CHTHALBTIRVDBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 10
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 10
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims description 10
- UTCARTSNNKGRTD-UHFFFAOYSA-N terbium(3+);trinitrate;hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Tb+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O UTCARTSNNKGRTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 5
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 5
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 5
- 238000001132 ultrasonic dispersion Methods 0.000 claims description 5
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 claims description 2
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 abstract description 13
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 abstract description 5
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 49
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 28
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 21
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 14
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 13
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 11
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 11
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 9
- 230000004044 response Effects 0.000 description 9
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 8
- 238000002189 fluorescence spectrum Methods 0.000 description 7
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 6
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- NIPNSKYNPDTRPC-UHFFFAOYSA-N N-[2-oxo-2-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)ethyl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C(CNC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)N1CC2=C(CC1)NN=N2 NIPNSKYNPDTRPC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 4
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 239000011550 stock solution Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 208000035473 Communicable disease Diseases 0.000 description 1
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000012491 analyte Substances 0.000 description 1
- 208000007502 anemia Diseases 0.000 description 1
- 238000003321 atomic absorption spectrophotometry Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 1
- 230000037396 body weight Effects 0.000 description 1
- 230000003915 cell function Effects 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000004737 colorimetric analysis Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000002484 cyclic voltammetry Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000105 evaporative light scattering detection Methods 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 229910001447 ferric ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000036630 mental development Effects 0.000 description 1
- 230000003340 mental effect Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000035772 mutation Effects 0.000 description 1
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 description 1
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 description 1
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000035790 physiological processes and functions Effects 0.000 description 1
- 238000000918 plasma mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 238000006862 quantum yield reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011897 real-time detection Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000011540 sensing material Substances 0.000 description 1
- 239000013076 target substance Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 1
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F5/00—Compounds containing elements of Groups 3 or 13 of the Periodic Table
- C07F5/003—Compounds containing elements of Groups 3 or 13 of the Periodic Table without C-Metal linkages
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/6428—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
- G01N21/643—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes" non-biological material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
- C09K2211/18—Metal complexes
- C09K2211/182—Metal complexes of the rare earth metals, i.e. Sc, Y or lanthanide
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/6428—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
- G01N2021/6432—Quenching
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/20—Controlling water pollution; Waste water treatment
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
本发明公开一种稀土荧光探针及其制备方法与应用,稀土荧光探针的结构式为[Tb(FDA)1.5(DMF)]·DMF,其以Tb3+作为稀土敏化发光中心,以呋喃二甲酸为有机连接配体,二甲基甲酰胺作为有机溶剂,通过溶剂热合成法制备具有特征发光的Tb‑FDA稀土荧光探针,本发明制备方法简单易行,操作灵活简便,对Fe3+具有荧光选择识别检测作用,检测灵敏度高,可重复使用性强,可应用于水体环境中的Fe3+检测。
Description
技术领域
本发明涉及一种稀土荧光探针,属于荧光传感检测技术领域,涉及一种Tb3+稀土荧光探针的设计合成及应用,具体应用于水环境中Fe3+的荧光识别检测。
背景技术
荧光探针是荧光基团与待测物质特异性响应基团相互连接组成的荧光传感材料,在与某种特定分析物发生反应后,其荧光性质会发生明显的变化,从而实现目标物质的测定。传统的有机荧光探针以各种有机荧光染料为荧光发光基团,引入待测目标物改变发光基团的荧光信号,进而用于待测目标物的荧光测定,但是斯托克斯位移小、激发峰较宽并且常相互重叠干扰、水溶性较差,限制其不能用于较长时间的实时连续测定。
基于稀土离子制备的稀土荧光探针主要分为荧光增强和荧光猝灭两种类型,荧光增强型探针在检测被检测物时稀土荧光强度会产生荧光增强响应的现象,而荧光猝灭型探针在检测时会产生荧光降低响应的现象,两者的响应机理都是基于稀土荧光探针与被检测物发生相互作用引起稀土离子荧光性能的突变,从而产生响应探测。稀土荧光探针具有发射频带窄,色纯度高,发光量子产率高,寿命长和斯托克斯位移大等优势,与客体检测物质之间的弱作用十分敏感,可以作为理想的金属离子探测材料。
铁是维持生命和生长发育所必需的微量元素之一,占人体体重的0.006%,铁离子具有重要的生物学性质,并直接参与细胞功能,铁元素含量或分布的异常会损害正常的生理功能,引起生命体系的紊乱,导致疾病产生。缺乏铁会引起贫血,降低对抗感染病的能力,损害精神活动和智力发展,过量摄入时会对人体造成危害,会损伤细胞的基本成分(脂肪酸、蛋白质、核酸等),因此快速检测识别人们生活环境中的Fe3+非常关键。现使用检测铁离子的传统方法有原子吸收分光光度法、比色法、循环伏安法、电感耦合等离子体-质谱法等,然而这些方法往往操作繁琐,所用仪器昂贵、样品前处理复杂、不易于应用在大批量和实时检测中,无法被广泛使用。因此,发展一种有效检测三价铁离子的方法对于环境及人类健康有着非常重要的作用。稀土荧光探针由于具有探针分子合成简单、样品需要量小、响应时间短、选择性好、灵敏度高等优点,是一种简易且高效的金属离子检测应用材料。
发明内容
本发明提供一种稀土荧光探针及其设计合成方法与应用方法,本发明的稀土荧光探针制备方法简单易行,可大量合成,可重复使用,对金属离子的选择性检测具有响应时间短、操作灵活简便、检测灵敏度高等特点,具有较强的创新性和应用价值。
本发明提供一种稀土荧光探针,结构式为[Tb(FDA)1.5(DMF)]·DMF,其以Tb3+作为稀土敏化发光中心,以呋喃二甲酸(H2FDA)为有机连接配体,二甲基甲酰胺(DMF)作为有机溶剂,通过溶剂热合成法制备具有绿色特征发光的Tb-FDA稀土荧光探针。
本发明还提供所述稀土荧光探针的制备方法,具体步骤如下:
(1)将硝酸铽六水合物(Tb(NO3)3·6H2O)、2,5-呋喃二甲酸(H2FDA)、二甲基甲酰胺(DMF)组成的混合溶剂加入到在25mL聚四氟乙烯内衬中,超声分散形成清澈反应溶液;
(2)将聚四氟乙烯内衬置于不锈钢反应釜中,在80~120℃的温度中进行热反应12~24小时,反应结束后冷却至室温,得到无色透明针状晶体,过滤、离心并洗涤,干燥后得到稀土荧光探针Tb-FDA。
步骤(1)硝酸铽六水合物(Tb(NO3)3·6H2O)、2,5-呋喃二甲酸(H2FDA)、二甲基甲酰胺(DMF)三者的摩尔体积比mmol:mmol:mL为0.2~0.6:0.4:8~12。
步骤(1)超声分散时间10~20分钟。
步骤(2)离心时先使用二甲基甲酰胺进行离心分离2~3次,再使用无水乙醇进行离心分离2~3次,最后使用无水乙醇洗涤1~2次,干燥温度为35~45℃。
本发明还提供所述Tb-FDA稀土荧光探针在检测水体环境中Fe3+的应用方法,取Tb-FDA荧光探针,加入至二甲基甲酰胺中超声分散30分钟形成1mg/mL的Tb-FDA/DMF悬浮分散液,每次取2mL悬浊液于石英比色皿中,将等体积浓度为0.01~0.09μg/mL的Fe3+溶液(阴离子为)加入到Tb-FDA/DMF悬浮分散液中,随着加入Fe3+浓度的提高,Tb-FDA/DMF悬浮分散液的荧光强度逐渐减弱,当Fe3+离子的浓度在0.02μg/mL-0.09μg/mL低浓度范围内时,Tb-FDA悬浮分散液的发光强度与Fe3+离子的浓度呈现出良好的线性关系,猝灭系数Ksv为15.605(μg/ml)-1,R2为0.99971,表明低浓度时Fe3+离子对Tb-MOF产生发光淬灭的过程中,静态猝灭过程占主要部分,根据LOD=3δ/slope计算可得Fe3+的检测极限值为0.016μg/mL。
本发明的有益效果为:
本发明荧光探针材料制备合成方法简单,结构可设计易控制,可得到高灵敏度的选择性识别稀土荧光探针,对Fe3+可显示出特异性识别,与Fe3+离子浓度在范围内具有一定的线性关系,具备实际应用性。本发明荧光探针材料具有高度的稳定性,并且易于生产制备,可重复使用性强,可节省人力物力财力,检测Fe3+响应时间短,灵敏度高,可迅速降低荧光强度显示出猝灭现象,便于监测,具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为实施例1中Tb-FDA/DMF悬浮分散液添加不同金属离子后的荧光光谱强度(543nm)柱状图(λex=296nm);
图2为实施例1中Tb-FDA/DMF悬浮分散液添加Fe3+离子后添加其他干扰金属离子的荧光光谱强度(543nm)柱状图(λex=296nm);
图3为实施例1中添加不同浓度的Fe3+离子后Tb-FDA/DMF悬浮分散液的荧光光谱(λex=296nm);
图4为实施例1中Tb-FDA/DMF添加不同浓度Fe3+离子的Stern-Volmer曲线;
图5为实施例1中Tb-FDA荧光探针不同周期重复检测Fe3+对比图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细完整说明,但本专利的保护范围并不限于所述实施例内容。
实施例1
一种稀土荧光探针,结构式为[Tb(FDA)1.5(DMF)]·DMF,其以Tb3+作为稀土敏化发光中心,以呋喃二甲酸(H2FDA)为有机连接配体,二甲基甲酰胺(DMF)作为有机溶剂,通过溶剂热合成法制备具有特征发光的Tb-FDA稀土荧光探针,具体制备步骤如下:
(1)将硝酸铽六水合物(Tb(NO3)3·6H2O)0.2mmol、2,5-呋喃二甲酸(H2FDA)0.4mmol、二甲基甲酰胺(DMF)8mL组成混合试剂,加入到在25mL聚四氟乙烯内衬中,超声分散20分钟形成清澈反应溶液;
(2)将聚四氟乙烯内衬置于不锈钢反应釜中,将溶液在120℃的温度中进行热反应24小时,冷却至室温后,过滤,先使用二甲基甲酰胺(5mL)进行离心分离3次,再使用无水乙醇(5mL)进行离心分离3次,最后使用无水乙醇(5mL)洗涤1次,干燥温度为40℃,干燥后得到稀土荧光探针Tb-FDA,可以检测水质中的铁离子。
测试Tb-FDA荧光探针对不同金属离子的荧光效果,取本实施例制备得到的稀土荧光探针Tb-FDA材料加入至二甲基甲酰胺中超声分散30分钟形成1mg/mL的Tb-FDA悬浮分散液,每次取2mL悬浊液于石英比色皿中,分别加入等体积0.05mL,浓度为100μg/mL的Li+、Na+、K+、Ag+、Mg2+、Ca2+、Mn2+、Co2+、Ni2+、Cu2+、Zn2+、Cd2+、Ba2+、Pb2+、Hg2+、Al3+、V5+、Fe3+溶液,阴离子为基于296nm的激发波长测定添加不同金属离子后悬浮分散液的荧光光谱发光强度,测定结果如图1所示,通过比对添加不同金属离子溶液后与悬浮原液的荧光强度,可以发现在加入Fe3+后产生了最为明显的荧光猝灭现象,证明该Tb-FDA稀土荧光探针对Fe3+具有特定的选择性识别,可以用作检测Fe3+的荧光探针。
测试本实施例制备得到的稀土荧光探针Tb-FDA材料在检测Fe3+时其他金属离子对本探针的干扰影响,取本实施例制备得到的Tb-FDA晶体材料加入至二甲基甲酰胺中超声分散30分钟形成1mg/mL的Tb-FDA悬浮分散液,每次取2mL悬浊液于石英比色皿中,分别在已加入0.05mL浓度为100μg/mL的Fe3+溶液的Tb-FDA悬浮分散液石英比色皿中,再加入等体积(0.05mL)浓度为100μg/mL的Li+、Na+、K+、Ag+、Mg2+、Ca2+、Mn2+、Co2+、Ni2+、Cu2+、Zn2+、Cd2+、Ba2+、Pb2+、Hg2+、Al3+、V5+溶液,阴离子为基于296nm的激发波长测定添加不同金属离子后悬浮分散液的荧光光谱发光强度,测定结果如图2所示,通过比对在添加Fe3+后再添加不同金属离子溶液与悬浮原液和单独添加Fe3+的悬浮分散液的荧光强度,可以得出其他干扰金属离子对单独添加Fe3+的悬浮分散液干扰较小。
取本实施例制备的Tb-FDA荧光探针,加入至二甲基甲酰胺中,超声分散30分钟,形成浓度为1mg/mL的Tb-FDA/DMF悬浮分散液,每次取2mL悬浊液于石英比色皿中,分别将等体积(0.05mL)浓度为0.01μg/mL、0.02μg/mL、0.03μg/mL、0.04μg/mL、0.05μg/mL、0.06μg/mL、0.07μg/mL、0.08μg/mL、0.09μg/mL的Fe3+溶液加入到Tb-FDA/DMF悬浮分散液中,阴离子为基于296nm的激发波长测定添加不同金属离子后悬浮分散液的荧光光谱发光强度,如图3所示为不同浓度的Fe3+离子后Tb-FDA/DMF悬浮分散液的荧光光谱(λex=296nm),可见随着加入Fe3+浓度的提高,Tb-FDA/DMF悬浮分散液的荧光强度逐渐减弱,通过Stern-Volmer方程来解释:I0/I=1+Ksv[M],其中I0是未添加金属离子时悬浮分散液的发光强度,I是添加金属离子后悬浮分散液的发光强度,[M]是Fe3+的浓度,Ksv是Fe3+的猝灭系数,根据该方程式可知发光强度会随着添加Fe3+浓度的增加而逐渐降低,如图4所示为Tb-FDA/DMF添加不同浓度Fe3+离子的Stern-Volmer曲线,从图中可知当Fe3+离子的浓度在0.02μg/mL-0.09μg/mL低浓度范围内时,Tb-FDA悬浮分散液的发光强度与Fe3+离子的浓度呈现出良好的线性关系,猝灭系数Ksv为15.605(μg/ml)-1,R2为0.99971,表明低浓度时Fe3+离子对Tb-MOF产生发光淬灭的过程中,静态猝灭过程占主要部分,根据LOD=3δ/slope计算可得Fe3+的检测极限值为0.016μg/mL。
本实施例制备得到Tb-FDA稀土荧光探针对Fe3+离子进行连续五个周期的添加检测和脱附去除后,仍然可恢复原有荧光强度并对Fe3+离子具有较高的猝灭检测效率,如图5所示,说明本实施例制备得到的探针具备检测Fe3+离子的可重复使用能力。
实施例2
一种稀土荧光探针,结构式为[Tb(FDA)1.5(DMF)]·DMF,其以Tb3+作为稀土敏化发光中心,以呋喃二甲酸(H2FDA)为有机连接配体,二甲基甲酰胺(DMF)作为有机溶剂,通过溶剂热合成法制备具有特征发光的Tb-FDA稀土荧光探针,具体制备步骤如下:
(1)将硝酸铽六水合物(Tb(NO3)3·6H2O)0.4mmol、2,5-呋喃二甲酸(H2FDA)0.4mmol、二甲基甲酰胺(DMF)10mL组成混合试剂,加入到在25mL聚四氟乙烯内衬中,超声分散10分钟形成清澈反应溶液;
(2)将聚四氟乙烯内衬置于不锈钢反应釜中,将溶液在80℃的温度中进行热反应20小时,冷却至室温后,过滤,先使用二甲基甲酰胺(5mL)进行离心分离2次,再使用无水乙醇(5mL)进行离心分离3次,最后使用无水乙醇(5mL)洗涤2次,干燥温度为45℃,干燥后得到稀土荧光探针Tb-FDA,可以检测水质中的铁离子。
实施例3
一种稀土荧光探针,结构式为[Tb(FDA)1.5(DMF)]·DMF,其以Tb3+作为稀土敏化发光中心,以呋喃二甲酸(H2FDA)为有机连接配体,二甲基甲酰胺(DMF)作为有机溶剂,通过溶剂热合成法制备具有特征发光的Tb-FDA稀土荧光探针,具体制备步骤如下:
(1)将硝酸铽六水合物(Tb(NO3)3·6H2O)0.6mol、2,5-呋喃二甲酸(H2FDA)0.4mol、二甲基甲酰胺(DMF)12mL组成混合试剂,加入到在25mL聚四氟乙烯内衬中,超声分散15分钟形成清澈反应溶液;
(2)将聚四氟乙烯内衬置于不锈钢反应釜中,将溶液在110℃的温度中进行热反应12小时,冷却至室温后,过滤,先使用二甲基甲酰胺(5mL)进行离心分离3次,再使用无水乙醇(5mL)进行离心分离2次,最后使用无水乙醇(5mL)洗涤1次,干燥温度为35℃,干燥后得到稀土荧光探针Tb-FDA,可以检测水质中的铁离子。
Claims (1)
1.稀土荧光探针应用于水体环境中检测Fe3+,稀土荧光探针的结构式为[Tb(FDA)1.5(DMF)]•DMF,其以Tb3+作为稀土敏化发光中心,以呋喃二甲酸为有机连接配体,通过溶剂热合成法制备得到;
所述稀土荧光探针的制备方法,具体步骤如下:
(1)将硝酸铽六水合物、2,5-呋喃二甲酸、二甲基甲酰胺组成的混合溶剂加入到聚四氟乙烯内衬中,超声分散形成清澈反应溶液;
(2)将聚四氟乙烯内衬置于不锈钢反应釜中,80~120℃反应12~24小时,冷却至室温,过滤、离心并洗涤,干燥后得到稀土荧光探针;
步骤(1)硝酸铽六水合物、2,5-呋喃二甲酸、二甲基甲酰胺三者的摩尔体积比mmol:mmol:mL为0.2~0.6:0.4:8~12;
步骤(1)超声分散时间10~20分钟;
步骤(2)离心时先使用二甲基甲酰胺离心分离2~3次,再使用无水乙醇离心分离2~3次,最后使用无水乙醇洗涤1~2次,干燥温度为35~45℃。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011461729.0A CN112480152B (zh) | 2020-12-09 | 2020-12-09 | 一种稀土荧光探针及其制备方法与应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011461729.0A CN112480152B (zh) | 2020-12-09 | 2020-12-09 | 一种稀土荧光探针及其制备方法与应用 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112480152A CN112480152A (zh) | 2021-03-12 |
CN112480152B true CN112480152B (zh) | 2023-07-11 |
Family
ID=74917477
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202011461729.0A Active CN112480152B (zh) | 2020-12-09 | 2020-12-09 | 一种稀土荧光探针及其制备方法与应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112480152B (zh) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102757453A (zh) * | 2012-07-16 | 2012-10-31 | 南开大学 | 一种多功能稀土金属-有机框架及其制备方法 |
CN106957649A (zh) * | 2017-04-17 | 2017-07-18 | 北京石油化工学院 | 一种发绿光的荧光材料及其制备方法 |
CN110003250A (zh) * | 2019-04-28 | 2019-07-12 | 北京石油化工学院 | 一种铽配合物及其制备方法与应用 |
-
2020
- 2020-12-09 CN CN202011461729.0A patent/CN112480152B/zh active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102757453A (zh) * | 2012-07-16 | 2012-10-31 | 南开大学 | 一种多功能稀土金属-有机框架及其制备方法 |
CN106957649A (zh) * | 2017-04-17 | 2017-07-18 | 北京石油化工学院 | 一种发绿光的荧光材料及其制备方法 |
CN110003250A (zh) * | 2019-04-28 | 2019-07-12 | 北京石油化工学院 | 一种铽配合物及其制备方法与应用 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112480152A (zh) | 2021-03-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Wang et al. | Resonance light scattering as a powerful tool for sensitive detection ofβ-amyloid peptide by gold nanoparticle probes | |
CN108047060B (zh) | 一种识别检测甲醛的芘衍生物荧光探针分子及其制备方法和应用 | |
CN109593078B (zh) | N-丁基-4-羟基-1,8-萘二甲酰亚胺-3-甲醛-(2-吡啶)腙及应用 | |
CN110229165A (zh) | 上转换荧光探针罗丹明衍生物及其应用 | |
CN113720794A (zh) | 基于金纳米粒子的比色适配体传感检测大米中真菌毒素的方法 | |
CN106645056A (zh) | 一种饮用水中钡离子的检测方法 | |
CN109738406B (zh) | 一种定量测定儿茶素类物质的方法 | |
CN113087651B (zh) | 一种含有吲哚基团的化合物及其制备方法和应用 | |
CN110698407A (zh) | 一种裸眼或荧光Al3+探针及其制备方法和应用 | |
CN109021000B (zh) | 一种检测过氧化氢的荧光探针、合成方法和应用 | |
CN111795958B (zh) | 特异性检测Ag+的CdSe量子点的制备及其检测方法和应用 | |
CN112480152B (zh) | 一种稀土荧光探针及其制备方法与应用 | |
CN109738405B (zh) | 一种定量测定黄酮类化合物的方法 | |
CN112251218A (zh) | 一种乙二胺功能化碳量子点的制备方法及其在邻苯二酚检测中的应用 | |
CN117233377A (zh) | 时空分辨光学信号编码方法 | |
CN115490700B (zh) | 一种快速检测亚硝酸根离子的荧光探针及其应用 | |
CN113736091B (zh) | 一种荧光微米探针检测槲皮素的方法和应用 | |
CN116120918A (zh) | 一种检测亚硝酸盐的双模态纳米探针及其制备方法与应用 | |
CN113984726B (zh) | 一种氨基苯硼酸功能化磁珠/乙二醛修饰dna检测汞离子的方法 | |
CN113461686B (zh) | 荧光探针及其制备方法和应用、荧光探针溶液 | |
CN113443980B (zh) | 一种可用于重金属Cu2+检测的稀土荧光材料的制备及应用 | |
CN113402470B (zh) | 一种多通道可逆比色汞离子荧光探针、制备方法与应用 | |
CN110655919B (zh) | 一种铜离子荧光探针及其制备方法与应用 | |
CN107607508B (zh) | 一种水溶性荧光化合物检测三价金离子的方法 | |
CN112375230B (zh) | 一种可用于识别人体代谢物的三稀土荧光传感器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |