CN114315702A - 一种基于低维镧系金属配合物X射线激发闪烁体Eu-TPC及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于低维镧系金属配合物X射线激发闪烁体Eu‑TPC及其制备方法，属于镧系X射线激发闪烁体技术领域。本发明镧系金属配合物X射线激发闪烁体为一维链状分子堆积晶体(Eu‑TPC)，化学式为(C32H23EuN6O8)x。本发明通过溶剂热法合成并得到了毫米级镧系金属配合物晶体，具有优异的X射线激发发光性能。在X射线辐射下，其特征发光峰为580nm，592nm，615nm，649nm，695nm，分别归属为Eu3+的5D0→7FJ(J＝0，1，2，3，4)特征辐射跃迁。本发明所述Eu‑TPC制备工艺简单，X射线吸收效率高及稳定性好等优点，可以应用于生物医学、X射线成像与X射线探测等领域。
Description
技术领域
本发明属于镧系X射线闪烁体技术领域，涉及一种基于低维镧系金属配合物X射线激发闪烁体Eu-TPC及其制备方法。
背景技术
X射线简称“伦琴射线”或X光，这是一种波长在0.01nm～10nm之间的电辐射，它的能量极强，有极强的穿透能力。1895年德国科学家伦琴发现了X射线，随后他拍下了人类历史上首张X光照。埃米·格伦布在1896年发现X射线治疗癌症的效果非常好，“放射疗法”自此诞生。从那以后，X射线开始逐渐进入到人们的生活当中，时至今日，X射线被广泛的应用在成像，肿瘤治疗、功业探伤、科学研究等领域，发展出了X射线相位衬度成像、荧光电子计算机断层扫描、CT成像、放射治疗、X射线探伤仪、X射线衍射仪等技术产品。但X射线是一把双刃剑，它不但可以对我们的生活产生便利，也会严重危害到人们的身体健康。因此，对X射线的剂量实现有效而准确的检测是一个亟待解决的问题。
目前X射线探测器主要分为X射线直接成像探测器和X射线间接成像探测器，传统的X射线直接成像探测器主要存在以下问题：(1)前者所适用的X射线剂量范围较窄，所能承受的剂量率较低；(2)探测效率低，寿命短。因此当下重点的研究方向主要在X射线间接成像探测器，其原理是使用闪烁体材料将入射的X射线转换为可见光子，然后通过光学系统实现对光子数的探测或成像。
发明内容
本发明提供了一种基于低维镧系金属配合物X射线激发闪烁体Eu-TPC及其制备方法，通过溶剂热法合成镧系金属配合物Eu-TPC闪烁体，制备工艺简单，制备得到的闪烁体材料为单晶，发光峰为580nm，592nm，615nm，649nm，695nm，分别归属为Eu3+的5D0→7FJ(J＝0，1，2，3，4)特征辐射跃迁，可以用于X射线探测与成像。
本发明的技术方案具体如下：
一种基于低维镧系金属配合物X射线激发闪烁体Eu-TPC，所述Eu-TPC的分子式为(C32H23EuN6O8)x，x表示其为一维线性链状物，分子量不定，所使用的2,2':6',2"-三联吡啶-4-甲酸HTPC配体结构如下，分子式为C16H11N3O2，配位后脱去一个H原子即为TPC：
一种基于低维镧系金属配合物X射线激发闪烁体Eu-TPC的制备方法，步骤为：
(1)称取一定量的Eu(NO3)3·H2O配置水溶液为A溶液；
(2)称取一定量的HTPC配体配置DMF溶液记为B溶液；
(3)取A液和B液加入20mL玻璃瓶；
(4)然后将小瓶密封并在70-140℃下加热10-72h后并在环境条件下冷却至室温；用乙醇洗涤后，分离出无色Eu-TPC的晶体，并在室温下风干12-72h。
本发明达到的有益效果为：公开的镧系金属配合物X射线闪烁体制备工艺简单，X射线激发发光亮度高，稳定性好，制备得到的闪烁体材料为单晶，发光峰为580nm，592nm，615nm，649nm，695nm，分别归属为Eu3+的5D0→7FJ(J＝0，1，2，3，4)特征辐射跃迁，可以用于X射线探测与成像。
附图说明
图1为本发明实施例中Eu-TPC闪烁体的单晶结构。
图2为本发明实施例中Eu-TPC闪烁体的粉末XRD衍射结果。
图3为本发明实施例中Eu-TPC闪烁体的紫外激发荧光光谱图。
图4为本发明实施例中Eu-TPC闪烁体的发光寿命衰减曲线图。
图5为本发明实施例中Eu-TPC闪烁体的X射线激发荧光光谱图。
图6为本发明实施例中Eu-TPC闪烁体的不同电流线性函数拟合图。
图7为本发明实施例中Eu-TPC闪烁体封装成膜后的实物图。
图8为本发明实施例中Eu-TPC闪烁体封装成膜后的紫外成像图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
实施例1：镧系金属配合物Eu-TPC的制备方法具体包括以下步骤：
(1)称取22.3mg的Eu(NO3)3·H2O和1mL水配置的盐溶液为A液；
(2)称取13.8mg的HTPC配体和1mL的DMF配置为B液；
(3)取A液1mL和B液1mL加入20mL玻璃瓶；
(4)然后将玻璃瓶密封并在100℃下加热24h后并在环境条件下冷却至室温。用乙醇洗涤后，分离出无色Eu-TPC的晶体，并在室温下风干24h。
实施例2：镧系金属配合物Eu-TPC的制备方法具体包括以下步骤：
(1)称取22.3mg的Eu(NO3)3·H2O和1mL水配置的盐溶液为A液；
(2)称取13.8mg的HTPC配体和1mL的DMF配置为B液；
(3)取A液1mL和B液1mL加入20mL玻璃瓶；
(4)然后将玻璃瓶密封并在70℃下加热24h后并在环境条件下冷却至室温。用乙醇洗涤后，分离出无色Eu-TPC的晶体，并在室温下风干24h。
实施例3：镧系金属配合物Eu-TPC的制备方法具体包括以下步骤：
(1)称取22.3mg的Eu(NO3)3·H2O和1mL水配置的盐溶液为A液；
(2)称取13.8mg的HTPC配体和1mL的DMF配置为B液；
(3)取A液1mL和B液1mL加入20mL玻璃瓶；
(4)然后将玻璃瓶密封并在140℃下加热24h后并在环境条件下冷却至室温。用乙醇洗涤后，分离出无色Eu-TPC的晶体，并在室温下风干24h。
实施例4：镧系金属配合物Eu-TPC的制备方法具体包括以下步骤：
(1)称取22.3mg的Eu(NO3)3·H2O和1mL水配置的盐溶液为A液；
(2)称取13.8mg的HTPC配体和1mL的DMF配置为B液；
(3)取A液1mL和B液1mL加入20mL玻璃瓶；
(4)然后将玻璃瓶密封并在100℃下加热12h后并在环境条件下冷却至室温。用乙醇洗涤后，分离出无色Eu-TPC的晶体，并在室温下风干24h。
实施例5：镧系金属配合物Eu-TPC的制备方法具体包括以下步骤：
(1)称取22.3mg的Eu(NO3)3·H2O和1mL水配置的盐溶液为A液；
(2)称取13.8mg的HTPC配体和1mL的DMF配置为B液；
(3)取A液1mL和B液1mL加入20mL玻璃瓶；
(4)然后将玻璃瓶密封并在100℃下加热72h后并在环境条件下冷却至室温。用乙醇洗涤后，分离出无色Eu-TPC的晶体，并在室温下风干24h。
实施例1制备的镧系金属配合物Eu-TPCX射线闪烁体单晶示意图见图1，从图1可知，Eu-TPC的不对称单元包含一个晶体独立的Eu3+阳离子，两个TPC单元，一个HCOO-阴离子和一个H2O分子。Eu3+离子为9配位，有3个N和6个O原子。Eu3+通过桥接的TPC配体交替相互连接，形成沿轴延伸的链拓扑，而另一个TPC配体通过其羧酸位点在侧向与Eu3+离子配位。
实施例1制备的镧系金属配合物Eu-TPCX射线闪烁体粉末XRD衍射示意图见图2，从图2可知，实测所得产物的粉末XRD衍射图与其单晶的XRD模拟图相吻合，说明产物的构型单一，纯度较高。
实施例1制备的镧系金属配合物Eu-TPCX射线闪烁体的荧光光谱曲线见图3，从图3可知，材料的发射峰为580nm，592nm，615nm，649nm，695nm，分别归属为Eu3+的5D0→7FJ(J＝0，1，2，3，4)特征辐射跃迁，在363nm的激发波长下收集发射峰614nm。参见图4的发光寿命衰减曲线图，可知其荧光寿命为464μs。
实施例1制备的镧系金属配合物Eu-TPCX射线闪烁体的X射线光谱曲线见图5，电流的线性函数拟合图件图6，从图5-6可知，在X射线管电压不变的情况下，通过改变其工作电流以调节输出的X射线剂量，材料的发射光谱强度与X射线剂量呈线性递增关系，R值为0.9985，线性关系较好，有用于探测方向的前景。
实施例1制备的镧系金属配合物Eu-TPCX射线闪烁体的Eu-TPC@PMMA薄膜及其发射光谱如图7-8所示，从图7可知，明场下纯PMMA薄膜呈无色透明状，而Eu-TPC@PMMA薄膜为白色。参见图8的紫外成像图，在紫外激发下纯PMMA薄膜不发光，而Eu-TPC@PMMA薄膜发红光。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。
Claims (6)
1.一种基于低维镧系金属配合物X射线激发闪烁体Eu-TPC，其特征在于，由HTPC配体反应生成，化学式为(C32H23EuN6O8)x，x表示其为一维线性链状物，分子量不定。
2.一种基于低维镧系金属配合物X射线激发闪烁体Eu-TPC，其特征在于，所使用的2,2':6',2"-三联吡啶-4-甲酸HTPC配体结构如下，分子式为C16H11N3O2：
3.一种基于低维镧系金属配合物X射线激发闪烁体Eu-TPC的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)称取一定量的Eu(NO3)3·H2O配置水溶液为A溶液；
(2)称取一定量的HTPC配体配置DMF溶液记为B溶液；
(3)取A溶液和B溶液加入20mL玻璃瓶；
(4)然后将小瓶密封并在70-140℃下加热10-72h后并在环境条件下冷却至室温；用乙醇洗涤后，分离结晶，得到无色Eu-TPC的晶体，并在室温下风干5-72h。
4.根据权利要求3所述的一种基于低维镧系金属配合物X射线激发闪烁体Eu-TPC的制备方法，其特征在于，步骤(3)中Eu(NO3)3·H2O为溶液浓度为0.01-1mmol/L，HTPC的溶液浓度为0.01-1mmol/L。
5.根据权利要求3所述的一种镧系金属配合物X射线闪烁体的制备方法，其特征在于，步骤(3)中Eu(NO3)3·H2O、HTPC的摩尔比为1:1。
6.根据权利要求3所述的一种镧系金属配合物X射线闪烁体Eu-TPC的制备方法，其特征在于，步骤(4)的降温速率为10-20℃/h。
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5925744A (en) * | 1994-09-02 | 1999-07-20 | Novartis Finance Corporation | Functional terpyridine-metal complexes, a process for the preparation thereof and oligonucleotide conjugates with terpyridine-metal complexes |
| CN103389292A (zh) * | 2013-07-24 | 2013-11-13 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | Eu配位聚合物的应用 |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5925744A (en) * | 1994-09-02 | 1999-07-20 | Novartis Finance Corporation | Functional terpyridine-metal complexes, a process for the preparation thereof and oligonucleotide conjugates with terpyridine-metal complexes |
| CN103389292A (zh) * | 2013-07-24 | 2013-11-13 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | Eu配位聚合物的应用 |
| CN110066401A (zh) * | 2019-05-16 | 2019-07-30 | 重庆师范大学 | 红色荧光的稀土铕配位聚合物及其制备方法与应用 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| HUANGJIE LU ET AL.: "Achieving UV and X‑ray Dual Photochromism in a Metal−Organic Hybrid via Structural Modulation", 《ACS APPL. MATER. INTERFACES》, vol. 13, pages 2745 - 2752 * |
| JUNFENG QIAN ET AL.: "Achieving colour tuneable and white-light luminescence in a large family of dual-emission lanthanide coordination polymers", 《DALTON TRANS.》, vol. 50, pages 14235 - 14331 * |
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