KR101628266B1 - Sensors for detection of copper ion using luminescent silica@coordination polymer based on lanthanide metal and their synthetic method - Google Patents

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조원
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최소라
김유나
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연세대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a sensor to detect copper ion using luminescent silica@coordination polymer based on lanthanide (Ln) metal, and a synthetic method thereof. The sensor has a structure comprising a shell on a silica core surface. The shell is made of coordination polymer combined with lanthanide (Ln) metal ions and organic building blocks. As such, copper ions among various metal ions is able to efficiently be detected using an extinction property of fluorescence.

Description

란탄계 금속을 포함하는 형광 실리카@배위고분자를 이용한 구리 이온 검출용 센서 및 이의 제조방법{Sensors for detection of copper ion using luminescent silica@coordination polymer based on lanthanide metal and their synthetic method}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a sensor for detecting copper ions and a method for preparing the same,

본 발명은 작은 크기 및 매우 적은 양으로도 구리 이온(Cu2 +)에 대한 민감도가 높아 구리 이온을 효과적으로 검출할 수 있는 란탄(Ln)계 금속을 포함하는 배위고분자를 이용한 구리 이온 검출용 센서 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention is a sensor for copper ion detection with coordination polymer containing the small size and the very small amount to FIG copper ion (Cu 2 +) lanthanide (Ln) in the sensitivity can be increased effectively detect the copper ion to total metal and And a method for producing the same.

미량의 금속 이온을 효과적으로 검출하는 것은 다양한 환경 및 생물학적 시스템에서 중요하다. 특히, 독성이 강한 중금속인 수은, 구리, 카드뮴, 납 이온에 대한 연구가 세계 각국의 연구진들에 의해 발표되어왔다. 이들 중 구리 이온은 인체 내에서 보조효소로 작용하는 중요한 생물학적 필수 금속 중의 하나이기 때문에 인체 내에서 구리 이온의 결핍은 다양한 질병을 유발할 수 있다. 그러나, 인체 조직 내에 높은 농도의 구리 이온이 축적되면 알츠하이머 병(Alzheimers disease), 윌슨 병(Wilsons disease) 등을 유발하게 된다. 따라서 구리 이온을 선택적으로 검출할 수 있는 발광센서의 개발은 생물학적으로 큰 기여를 할 수 있을 것이다.Effective detection of trace amounts of metal ions is important in a variety of environmental and biological systems. In particular, studies on mercury, copper, cadmium, and lead ions, which are highly toxic heavy metals, have been published by researchers around the world. Since copper ions are one of the important biological essential metals that act as coenzymes in the human body, the deficiency of copper ions in the body can cause various diseases. However, accumulation of high concentrations of copper ions in the tissues of the body causes Alzheimer's disease, Wilson's disease, and the like. Therefore, the development of a luminescent sensor capable of selectively detecting copper ions will make a great contribution to biology.

금속이온의 검출에 있어서 가장 관심이 주목되는 것이 형광체를 이용한 검출방법이다. 이는 용액상에서 분석물 검출이 가능하며, 값싸고 빠르게 검출할 수 있는 장점이 있다. 특히, 발광물질은 선택적으로 특정 분자를 인식하거나 분자장치와 같은 응용된 시스템에서 조작으로 나타나는 신호를 쉽게 측정할 수 있다는 점에서 매우 유용한 화학센서로 사용되고 있다.The most noteworthy interest in the detection of metal ions is the detection method using phosphors. This makes it possible to detect the analyte in solution, and it is advantageous in that it can be detected inexpensively and quickly. In particular, luminescent materials are being used as chemical sensors which are very useful in that they can easily measure signals that are selectively recognized by a particular molecule or manipulated in an applied system such as a molecular device.

최근 구리 이온을 감지하는 방법으로는 개별 분자 균일 센서 시스템 및 불 균일 고체 센서를 포함할 수 있다. 일반적으로, 개별 분자를 기반으로 한 균일 센서는 낮은 감도 및 약한 신호를 보이는 불균일 고체 센서에 비해 더 효과적으로 원하는 금속에 대하여 선택성을 보여준다. 그러나, 불균일 고체 센서는 우수한 화학적 안정성, 저오염성 및 우수한 재활용 때문에 많은 관심을 갖는다. 그래서 효율적인 고체 센서에 대한 연구는 중요하고 발전되어야 한다.Recent methods of detecting copper ions may include individual molecular uniformity sensor systems and nonuniform solid state sensors. In general, a uniform sensor based on individual molecules exhibits selectivity to the desired metal more effectively than a non-uniform solid-state sensor with low sensitivity and weak signal. However, heterogeneous solid state sensors are of great interest due to their excellent chemical stability, low fouling and good recycling. So research on efficient solid-state sensors is important and should be developed.

배위고분자(CPs) 또는 금속-유기 복합체(MOFs)는 그들의 조성 및 특성이 그들의 구성 성분인, 금속 이온 또는 유기 빌딩블록을 변경하여 쉽게 조성할 수 있기 때문에 불균일 고체 센서에 사용되기에 매력적인 물질이다. 상기 란탄계 금속을 포함하는 금속-유기 복합체(MOFs) 또는 배위고분자(CPs)는 형광 센서 물질로써 폭넓게 연구가 진행되고 있다. 그들은 f-f 전이에 기인하여 발생하는 강한 형광을 띠고 긴 형광 생존 시간을 가지는 것을 특징으로 하여 센싱 과정 동안 탁월한 능력을 보여준다. Coordinated polymers (CPs) or metal-organic composites (MOFs) are attractive materials for use in heterogeneous solid state sensors because their composition and properties can be easily modified by altering their constituent metal ions or organic building blocks. Metal-organic complexes (MOFs) or coordination polymers (CPs) containing the lanthanide metal have been extensively studied as fluorescent sensor materials. They are characterized by strong fluorescence due to f-f transition and long fluorescence lifetime, showing excellent ability during the sensing process.

상기 란탄계 금속을 포함하는 금속-유기 복합체(MOFs)의 발광 세기는 분석 물질과 금속 또는 분석 물질과 리간드와의 상호작용에 따라 일반적으로 변화한다. 상기 란탄계 금속을 포함하는 금속-유기 복합체(MOFs)는 금속 이온, 음이온 또는 작은 분자를 감지하는 발광 센서 물질로서 개발되고 있는데, 이들의 대부분은 벌크 매크로 스케일의 형태로 제조된다.The luminescence intensity of the metal-organic complexes (MOFs) containing the lanthanide metal generally changes depending on the interaction between the analyte and the metal or the analyte and the ligand. The metal-organic complexes (MOFs) containing the lanthanide metal have been developed as luminescent sensor materials for sensing metal ions, anions or small molecules, most of which are produced in the form of bulk macroscale.

불균일 고체 센서의 센싱 과정동안 물질의 내부보다 외부 표면의 형광 신호가 센싱의 민감도와 선택성에 더 중요한 요소가 될 것이다. 따라서, 센서물질의 크기를 감소시켜 비표면적이 넓어지면 센싱 효율을 증대시킬 수 있고 센서 물질을 절약할 수 있다. 현재 원하는 금속 이온을 민감하게 감지할 수 있으며 선택도가 높은 발광 불균일 고체 센서가 요구되고 있다.Fluorescent signals on the outer surface of the material during the sensing process of the non-uniform solid state sensor will be more important factors in the sensitivity and selectivity of the sensing. Therefore, if the specific surface area is widened by reducing the size of the sensor material, the sensing efficiency can be increased and the sensor material can be saved. There is a demand for a non-emission uniform solid state sensor which can sensitively detect a desired metal ion and has high selectivity.

대한민국 등록특허 제919,136호Korean Patent No. 919,136 미국 등록특허 제8,409,800호United States Patent No. 8,409,800

본 발명의 목적은 작은 크기 및 매우 적은 양의 불균일 고체 센서로도 구리 이온(Cu2 +)에 대한 민감도가 높아 구리를 효과적으로 검출할 수 있는 란탄(Ln)계 금속을 포함하는 형광 실리카@배위고분자를 이용한 구리 이온 검출용 센서를 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to provide a fluorescent silica (coordination polymer) containing a lanthanide (Ln) -based metal capable of effectively detecting copper with high sensitivity to copper ions (Cu 2 + ) even in a small size and a very small amount of heterogeneous solid- The present invention provides a sensor for detecting copper ions.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 란탄(Ln)계 금속을 포함하는 형광을 띠는 실리카@배위고분자를 이용한 구리 이온 검출용 센서를 제조하는 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a sensor for detecting copper ions using a fluorescent silica-coordinated polymer containing the lanthanum metal.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 상기 구리 이온 검출용 센서를 이용하여 구리 이온을 선택적으로 검출하는 방법을 제공하는데 있다.It is still another object of the present invention to provide a method for selectively detecting copper ions using the copper ion detection sensor.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구리 이온 검출용 센서는 실리카 코어 표면에 쉘을 형성하는 것으로서, 상기 쉘은 란탄(Ln)계 금속과 유기 빌딩블록의 배위 결합된 배위고분자로 이루어질 수 있다.In order to accomplish the above object, a sensor for detecting copper ions of the present invention forms a shell on the surface of a silica core, and the shell may be composed of a coordination polymer in which a lanthanide (Ln) -based metal and an organic building block are coordinated to each other.

상기 란탄(Ln)계 금속 이온은 유로퓸(Eu) 이온 및 테르븀(Tb) 이온으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 들 수 있다.The lanthanide metal ion may be at least one selected from the group consisting of europium (Eu) ion and terbium (Tb) ion.

상기 쉘은 란탄(Ln)계 금속 이온과 이소프탈산(H2IPA)이 배위 결합된 배위고분자로 이루어진 것일 수 있다.The shell may be composed of a coordination polymer in which lanthanum (Ln) -based metal ion and isophthalic acid (H 2 IPA) are coordinated to each other.

상기 실리카 코어와 란탄(Ln)계 금속을 포함하는 배위고분자는 1-8 : 2-9의 중량비로 이루어질 수 있다.The coordination polymer comprising the silica core and the lanthanide (Ln) -based metal may be in a weight ratio of 1-8: 2-9.

상기 쉘의 두께는 35 내지 140 nm일 수 있으며, 상기 구리 이온 검출용 센서는 구리 이온에 대한 소광효과계수(K sv)가 15,000 내지 40,000 M-1일 수 있다.The thickness of the shell may be 35 to 140 nm, and the copper ion detection sensor may have a light extinction coefficient ( K sv ) for copper ion of 15,000 to 40,000 M -1 .

상기 구리 이온 검출용 센서는 아세토나이트릴로 세척하여 재사용될 수 있다. The copper ion detection sensor can be reused by washing with acetonitrile.

상기 구리 이온 검출용 센서는 0.01 내지 0.1 mg의 소량으로 구리 이온을 검출할 수 있다.The copper ion detecting sensor can detect copper ions in a small amount of 0.01 to 0.1 mg.

또한, 상기한 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구리 이온 검출용 센서의 제조방법은 (A) 카르복실산으로 표면처리된 실리카 입자와, 란탄(Ln)계 금속 이온 및 유기 빌딩블록을 포함하는 배위고분자 전구체를 유기용매에 혼합하여 반응물을 제조하는 단계; (B) 상기 반응물을 130 내지 150 ℃의 온도로 가열하는 단계; 및 (C) 상기 가열된 반응물을 원심분리하여 코어-쉘 마이크로스피어를 수득하는 단계;를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for producing a copper ion detecting sensor, comprising the steps of: (A) mixing silica particles surface-treated with a carboxylic acid, and a lanthanum (Ln) Preparing a reaction product by mixing the coordination polymer precursor with an organic solvent; (B) heating the reaction product to a temperature of from 130 to 150 캜; And (C) centrifuging the heated reactant to obtain core-shell microspheres.

상기 (a)단계에서 란탄(Ln)계 금속은 유로퓸(Eu) 및 테르븀(Tb)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 들 수 있다.In step (a), the lanthanide metal may be at least one selected from the group consisting of europium (Eu) and terbium (Tb).

상기 (a)단계에서 배위고분자 전구체는 란탄(Ln)계 금속 이온과 이소프탈산(H2IPA)의 혼합물일 수 있다.In the step (a), the coordination polymer precursor may be a mixture of a lanthanide metal ion and isophthalic acid (H 2 IPA).

상기 (a)단계에서 유기용매는 N,N-디메틸포름아미드(DMF)와 테트라하이드로퓨란(THF)의 혼합 용매일 수 있다.In the step (a), the organic solvent may be used for the mixing of N, N-dimethylformamide (DMF) and tetrahydrofuran (THF).

또한, 상기한 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구리 이온을 선택적으로 검출하는 방법은 상기 구리 이온 검출용 센서를 이용하여 시료 중에서 구리 이온을 선택적으로 검출할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for selectively detecting copper ions, the method comprising: detecting a copper ion in a sample using the copper ion detecting sensor.

상기 구리 이온의 첨가에 따른 형광 세기 감소를 측정함으로써 구리 이온을 선택적으로 검출할 수 있다.Copper ions can be selectively detected by measuring fluorescence intensity reduction by the addition of the copper ions.

상기 형광 파장과 형광 세기 측정을 위해 조사하는 빛의 파장은 280 nm일 수 있다.The wavelength of the light to be irradiated for measuring the fluorescence wavelength and fluorescence intensity may be 280 nm.

본 발명의 구리 이온 검출용 센서는 작은 크기의 형광 실리카@배위고분자 물질의 불균일 고체 센서로서, 분산성이 우수하며 안정하고 적은 양으로도 구리 이온에 매우 민감도가 높아 구리 이온을 효과적으로 검출할 수 있다.The copper ion detection sensor of the present invention is a heterogeneous solid-state sensor of a small-sized fluorescent silica-coordinated polymer substance and has excellent dispersibility and is highly sensitive to copper ions even in a stable and small amount, so that copper ions can be effectively detected .

또한, 본 발명의 구리 이온 검출용 센서는 쉘의 두께를 감소하여 사용되는 센서의 양을 줄임으로써 구리 이온 센싱의 민감도를 증대시키고, 간단한 세척만으로 여러번 재활용될 수 있으므로 경제적이다.In addition, the copper ion detecting sensor of the present invention is economical because it reduces the thickness of the shell to reduce the amount of sensor used to increase the sensitivity of copper ion sensing and can be recycled many times by simple washing.

도 1a는 제조예 1에 따라 제조된 EuCP 마이크로스피어에 대한 SEM 및 STEM(삽입도) 이미지이며; 도 1b는 상기 EuCP 마이크로스피어에 대한 EDX로 측정한 스펙트럼이고; 도 1c는 상기 EuCP 마이크로스피어에 대한 공초점 현미경 사진이며; 도 1d는 다양한 농도의 Cu(NO3)2가 함유된 아세토나이트릴에 첨가된 상기 EuCP 마이크로스피어의 적정 발광 스펙트럼을 나타낸 그래프이고; 도 1e는 다양한 금속 이온 용액에 상기 EuCP 마이크로스피어를 담지 후의 발광 강도 변화를 나타낸 그래프이며; 도 1f는 UV 조사 하에서 다양한 금속 이온 용액에 담지되기 전 및 후의 상기 EuCP 마이크로스피어 현탁액을 촬영한 사진이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 EuCP 마이크로스피어와 실리카@EuCP 코어-쉘 마이크로스피어의 합성 및 센싱 과정을 나타낸 도면이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 실리카@EuCP 코어-쉘 마이크로스피어를 SEM으로 촬영한 이미지이며; 도 3b는 상기 실리카@EuCP 코어-쉘 마이크로스피어를 STEM으로 촬영한 이미지이고; 도 3c는 상기 실리카@EuCP 코어-쉘 마이크로스피어를 EDX로 측정한 스텍트럼이며; 도 3d는 상기 실리카@EuCP 코어-쉘의 EDX 스펙트럼 프로파일 주사 스펙트럼이고; 도 3e는 상기 실리카@EuCP 코어-쉘 마이크로스피어를 공초점 현미경으로 촬영한 이미지이며; 도 3f는 다양한 농도의 Cu(NO3)2가 함유된 아세토나이트릴에 첨가된 실리카@EuCP 코어-쉘 마이크로스피어의 적정 발광 스펙트럼을 나타낸 그래프이고; 도 3g는 다양한 금속 이온 용액에 실리카@EuCP 코어-쉘 마이크로스피어를 담지 후의 발광 세기 변화를 나타낸 그래프이며; 도 3h는 UV 조사 하에서 다양한 금속 이온 용액에 담지되기 전 및 후의 실리카@EuCP 마이크로스피어 현탁액을 촬영한 사진이다.
도 4a는 본 발명의 다른 실시예에 따라 제조된 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어를 SEM으로 촬영한 이미지이며; 도 4b는 상기 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어를 STEM으로 촬영한 이미지이고; 도 4c는 상기 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어를 EDX로 측정한 스펙트럼이며; 도 4d는 상기 실리카@TbCP의 EDX 스펙트럼 프로파일 주사 그래프이고; 도 4e는 상기 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어를 공초점 현미경으로 촬영한 이미지이며; 도 4f는 다양한 농도의 Cu(NO3)2가 함유된 아세토나이트릴에 첨가된 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어의 적정 발광 스펙트럼을 나타낸 그래프이고; 도 4g는 다양한 금속 이온 용액에 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어를 담지 후의 발광 강도 변화를 나타낸 그래프이며; 도 4h는 UV 조사 하에서 다양한 금속 이온 용액에 담지되기 전 및 후의 실리카@TbCP 마이크로스피어 현탁액을 촬영한 사진이다.
도 5a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 제조된 쉘 두께가 얇은 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어를 STEM으로 촬영한 이미지이고; 도 5b는 상기 쉘 두께가 얇은 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어의 공초점 현미경 이미지이며; 도 5c는 상기 쉘 두께가 얇은 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어를 EDX로 측정한 스펙트럼이고; 도 5d는 쉘 두께가 얇은 실리카@TbCP의 EDX 스펙트럼 프로파일 주사 그래프이며; 도 5e는 UV 램프 조사 하에서 다양한 금속 이온 용액에 담지되기 전 및 후의 쉘 두께가 얇은 실리카@TbCP 마이크로스피어 현탁액을 촬영한 사진이다.
도 6a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 제조된 쉘 두께가 얇은 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어를 SEM으로 촬영한 이미지이며; 도 6b는 상기 쉘 두께가 얇은 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어를 STEM 이미지이고; 도 6c는 다양한 농도의 Cu(NO3)2가 함유된 아세토나이트릴에 첨가된 쉘 두께가 얇은 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어(0.1 mg)의 적정 발광 스펙트럼을 나타낸 그래프이고; 도 6d는 다양한 금속 이온 용액(5 mM)에 쉘 두께가 얇은 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어(0.1 mg)를 담지 후의 발광 세기 변화를 나타낸 그래프이며; 도 6e는 다양한 농도의 Cu(NO3)2가 함유된 아세토나이트릴에 첨가된 쉘 두께가 얇은 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어(0.01 mg)가 소량으로 존재할 때의 적정 발광 스펙트럼을 나타낸 그래프이고; 도 6f는 다양한 금속 이온 용액(5 mM)에 쉘 두께가 얇은 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어(0.01 mg)를 소량 담지 후의 발광 세기 변화를 나타낸 그래프이다.
도 7은 (a) 제조예 1의 EuCP 마이크로스피어, (b) 실시예의 실리카@EuCP 코어-쉘 마이크로스피어 및 (c) 실리카 입자의 PXRD 패턴을 나타낸 그래프이다.
도 8a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 제조된 쉘 두께가 얇은 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어의 재활용 과정을 촬영한 사진이며; 도 8b는 상기 재활용 후, 쉘 두께가 얇은 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어를 SEM으로 촬영한 이미지이다.
1A is an SEM and STEM (insert) image for EuCP microspheres prepared according to Preparation Example 1; FIG. 1B is a spectrum of the EuCP microspheres measured by EDX; FIG. Figure 1c is a confocal microscope photograph of the EuCP microspheres; FIG. 1D is a graph showing an appropriate luminescence spectrum of the EuCP microsphere added to acetonitrile containing various concentrations of Cu (NO 3 ) 2 ; FIG. FIG. 1E is a graph showing changes in luminescence intensity after carrying the EuCP microspheres in various metal ion solutions; FIG. FIG. 1F is a photograph of the above-mentioned EuCP microsphere suspension before and after being loaded on various metal ion solutions under UV irradiation.
FIG. 2 illustrates the synthesis and sensing of EuCP microspheres and silica @EuCP core-shell microspheres prepared according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3A is an SEM image of a silica @EuCP core-shell microspheres prepared according to an embodiment of the present invention; FIG. FIG. 3B is an image of the silica @EuCP core-shell microspheres taken by STEM; FIG. FIG. 3c is a spectrum of the silica @EuCP core-shell microspheres measured by EDX; Figure 3d is the EDX spectral profile scanning spectrum of the silica @ EuCP core-shell; FIG. 3E is an image of the silica @EuCP core-shell microspheres taken with a confocal microscope; FIG. FIG. 3f is a graph showing an appropriate luminescence spectrum of silica @EuCP core-shell microspheres added to acetonitrile containing various concentrations of Cu (NO 3 ) 2 ; FIG. FIG. 3g is a graph showing the change in luminescence intensity after carrying silica. EuCP core-shell microspheres on various metal ion solutions; FIG. 3h is a photograph of a silica @ EuCP microsphere suspension before and after being loaded on various metal ion solutions under UV irradiation.
FIG. 4A is an SEM image of a silica @ TbCP core-shell microsphere prepared according to another embodiment of the present invention; FIG. FIG. 4b is an image of the silica @ TbCP core-shell microspheres taken by STEM; FIG. FIG. 4C is a spectrum of the silica @ TbCP core-shell microspheres measured by EDX; FIG. 4D is an EDX spectral profile scanning graph of the silica @TbCP; Figure 4e is an image of the silica < RTI ID = 0.0 > @ TbCP < / RTI > core-shell microspheres taken with a confocal microscope; FIG. 4f is a graph showing the optimum luminescence spectrum of silica @TbCP core-shell microspheres added to acetonitrile containing various concentrations of Cu (NO 3 ) 2 ; FIG. FIG. 4G is a graph showing the change in luminescence intensity after the support of silica @ TbCP core-shell microspheres was carried on various metal ion solutions; Fig. 4h is a photograph of a silica < RTI ID = 0.0 > @ TBCP < / RTI > microsphere suspension before and after being loaded on various metal ion solutions under UV irradiation.
FIG. 5A is an image of a silica-thin TiCCP core-shell microsphere manufactured according to another embodiment of the present invention taken by STEM; FIG. FIG. 5b is a confocal microscope image of the thin shell silica @ TbCP core-shell microspheres; FIG. FIG. 5c is a spectrum of the silica @TbCP core-shell microsphere with a thin shell thickness measured by EDX; FIG. FIG. 5d is an EDX spectrum profile scanning graph of a thin shell of silica @ TbCP; FIG. FIG. 5E is a photograph of a thin silica @ TbCP microsphere suspension before and after being loaded on various metal ion solutions under UV lamp irradiation.
FIG. 6A is an SEM image of a thin silica @ TbCP core-shell microspheres prepared according to another embodiment of the present invention; FIG. FIG. 6B is a STEM image of the thin silica @ TbCP core-shell microspheres; FIG. FIG. 6C is a graph showing an appropriate luminescence spectrum of a thin silica @ TbCP core-shell microsphere (0.1 mg) added to acetonitrile containing various concentrations of Cu (NO 3 ) 2 ; FIG. FIG. 6D is a graph showing the change in the luminescence intensity after carrying the silica @TbCP core-shell microsphere (0.1 mg) having a thin shell thickness in various metal ion solutions (5 mM); FIG. 6E is a graph showing an appropriate luminescence spectrum when a small amount of silica @TbCP core-shell microsphere (0.01 mg) added to acetonitrile containing various concentrations of Cu (NO 3 ) 2 is present in small amounts ; FIG. 6f is a graph showing changes in luminescence intensity after a small amount of silica @TbCP core-shell microspheres (0.01 mg) having a small shell thickness is loaded on various metal ion solutions (5 mM).
7 is a graph showing the PXRD pattern of (a) the EuCP microsphere of Preparation Example 1, (b) the silica @EuCP core-shell microspheres of Example and (c) silica particles.
FIG. 8A is a photograph showing a recycling process of a thin shell of silica @TbCP core-shell microspheres manufactured according to another embodiment of the present invention; FIG. FIG. 8B is an SEM image of silica < RTI ID = 0.0 > @TbCP < / RTI > core-shell microsphere with a thin shell thickness after recycling.

본 발명은 분산도가 우수하고, 작은 크기 및 매우 적은 양으로도 구리 이온(Cu2 +)에 대한 민감도가 높아 구리 이온을 효과적으로 검출할 수 있는 란탄(Ln)계 금속을 포함하는 형광 실리카@ 배위고분자를 이용한 구리 이온 검출용 센서 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention is the degree of dispersion is excellent, and small size and a very small amount to FIG copper ion Fluorescent Silica @ coordination, including lanthanum (Ln) based metal capable of effectively detecting the copper ions increases the sensitivity to (Cu 2 +) A sensor for detecting copper ions using a polymer, and a method for manufacturing the same.

본 발명의 구리 이온 검출용 센서는 불균일 고체 센서(heterogeneous solid sensors)로서, 불균일 고체 센서에서 우수한 분산도 및 명확한 신호는 신호검출감도 및 선택성을 정의하는데 중요하다.
The copper ion detection sensor of the present invention is heterogeneous solid sensors, and good dispersion and clear signals in non-uniform solid state sensors are important in defining signal detection sensitivity and selectivity.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명의 구리 이온 검출용 센서는 실리카 코어 표면에 쉘을 포함하는 구리 이온 검출용 센서로서, 상기 쉘은 란탄(Ln)계 금속 이온과 유기 빌딩블록이 배위 결합된 배위고분자(LnCP)로 이루어진다. The sensor for detecting copper ions of the present invention is a sensor for detecting copper ions, which comprises a shell on the surface of a silica core, wherein the shell is composed of a coordination polymer (LnCP) in which lanthanum (Ln) based metal ions are coordinated with an organic building block.

구체적으로, 본 발명의 구리 이온 검출용 센서는 코어-쉘 구조로서, 코어로 실리카 입자 및 쉘로 란탄(Ln)계 금속 이온을 포함한 배위고분자를 제조함으로써('실리카@LnCP'라 함), 종래의 불균일 고체 센서에 비하여 1/400 내지 1/4000의 적은 양으로 최대 550% 개선된 구리 이온 센싱에 대한 민감도를 보인다. Specifically, the sensor for detecting copper ions of the present invention is a sensor for detecting copper ions, which comprises a core-shell structure (referred to as 'silica @LnCP') by preparing a coordination polymer containing silica particles as a core and lanthanide (Ln) Sensitivity to copper ion sensing up to 550% improved by a small amount of 1/400 to 1/4000 compared to non-uniform solid state sensors.

상기 배위고분자(LnCP)는 유로퓸(Eu) 이온 및 테르븀(Tb) 이온으로 이루어긴 군에서 선택된 1종 이상의 란탄(Ln)계 금속 이온과 이소프탈산(H2IPA)이 배위 결합된 배위고분자이다. 란탄계 금속은 f-f 전이에 의해 강한 형광을 나타내는 특징을 가지고 있기 때문에 불균일 고체 센서의 금속 이온으로 선택되어진다. The coordination polymer (LnCP) is a coordination polymer in which one or more lanthanum (Ln) metal ions selected from the group consisting of europium (Eu) ions and terbium (Tb) ions are coordinated with isophthalic acid (H 2 IPA). The lanthanide metal is selected as the metal ion of the heterogeneous solid-state sensor because it has the characteristic of showing strong fluorescence by the ff transition.

또한, 상기 실리카 입자와 란탄(Ln)계 금속 이온을 포함하는 배위고분자는 1-8 : 2-9의 중량비, 바람직하게는 4 : 6 또는 3 : 1의 중량비로 사용되는데, 쉘의 두께가 얇을수록 구리 이온 센싱에 대한 민감도가 우수하다. The coordination polymer containing the silica particles and lanthanum (Ln) based metal ions is used in a weight ratio of 1-8: 2-9, preferably 4: 6 or 3: 1, Sensitivity to copper ion sensing is excellent.

본 발명의 구리 이온 검출용 센서는 구리 이온에 대한 소광효과계수(K sv)가 15,000 내지 40,000 M-1로서, 다른 금속 이온에 비하여 소광효과계수(K sv)가 월등히 높다. In the sensor for detecting copper ions of the present invention, the extinction coefficient ( K sv ) for copper ions is 15,000 to 40,000 M -1 , and the extinction coefficient ( K sv ) is much higher than other metal ions.

이러한 본 발명의 구리 이온 검출용 센서는 사용한 후 아세토나이트릴로 세척해주면 다시 여러번 사용할 수 있으므로 간단한 방법으로 재활용이 가능하여 경제적이다.
Since the sensor for detecting copper ions of the present invention can be used many times by washing with acetonitrile after use, it is economical because it can be recycled by a simple method.

또한, 본 발명은 구리 이온 검출용 센서의 제조방법을 제공한다.The present invention also provides a method of manufacturing a sensor for detecting copper ions.

본 발명의 구리 이온 검출용 센서의 제조방법은 (A) 카르복실산으로 표면처리된 실리카 입자와, 란탄(Ln)계 금속 이온 및 유기 빌딩블록을 포함하는 배위고분자 전구체를 유기용매에 혼합하여 반응물을 제조하는 단계; (B) 상기 반응물을 130 내지 150 의 온도로 가열하는 단계; 및 (C) 상기 가열된 반응물을 원심분리하여 코어-쉘 마이크로스피어를 수득하는 단계;를 포함한다.The method for producing a copper ion detection sensor of the present invention comprises the steps of (A) mixing a silica particle surface-treated with a carboxylic acid and a coordination polymer precursor comprising a lanthanum (Ln) -based metal ion and an organic building block in an organic solvent, Lt; / RTI > (B) heating the reactant to a temperature of from 130 to 150; And (C) centrifuging the heated reactant to obtain core-shell microspheres.

먼저, 상기 (A)단계에서는 카르복실산으로 표면 처리된 실리카 입자와, 란탄(Ln)계 금속 이온 및 유기 빌딩블록을 포함하는 배위고분자 전구체를 N,N-디메틸포름아미드(DMF)와 테트라하이드로푸란(THF)의 혼합 용매에 첨가하여 혼합함으로써 반응물을 제조한다.First, in step (A), a coordination polymer precursor comprising silica particles surface-treated with carboxylic acid and a lanthanide (Ln) -based metal ion and an organic building block is reacted with N, N-dimethylformamide (DMF) Furan (THF) mixed solvent to prepare a reaction product.

다음으로, 상기 (B)단계에서는 상기 반응물을 130 내지 150 ℃의 온도에서 10 내지 30분 동안 가열한다. 이 과정에서 배위고분자의 성장이 실리카 코어 위에서 형성된다.Next, in the step (B), the reaction product is heated at a temperature of 130 to 150 ° C. for 10 to 30 minutes. In this process, the growth of the coordination polymer is formed on the silica core.

다음으로, 상기 (C)단계에서는 상기 가열된 반응물을 원심분리하여 코어-쉘 마이크로스피어 생성물을 수득하고 DMF와 아세토나이트릴로 몇 번 세척한다.
Next, in the step (C), the heated reactant is centrifuged to obtain a core-shell microsphere product, which is washed several times with DMF and acetonitrile.

또한, 본 발명은 구리 이온 검출용 센서를 이용하여 다양한 금속 이온 중에서 구리 이온을 선택적으로 검출하는 방법을 제공한다.The present invention also provides a method for selectively detecting copper ions among various metal ions using a sensor for detecting copper ions.

본 발명의 구리 이온 검출용 센서에 구리 이온이 첨가되면 형광 세기의 감소가 나타난다. 이때 형광 파장과 파장 세기 측정을 위해 조사하는 빛의 파장은 280 nm이다.
When the copper ion is added to the sensor for detecting copper ions of the present invention, a decrease in fluorescence intensity appears. At this time, the wavelength of the light to be irradiated for measuring the fluorescence wavelength and the wavelength intensity is 280 nm.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention. Such variations and modifications are intended to be within the scope of the appended claims.

[EuCP 마이크로스피어][EuCP Microsphere]

제조예Manufacturing example 1.  One. EuCPEuCP 마이크로스피어의Microsphere 합성 synthesis

15 mL의 DMF/THF 혼합용매(2:1, v/v) 하에서 이소프탈산(H2IPA, 10.0 mg, 0.060 mmol) 및 Eu(NO3)35H2O(28.4 mg, 0.066 mmol)의 혼합으로 배위고분자 전구체 용액을 제조한 후 오일 배스(140 ℃)에 20분 동안 가열함으로써 간단한 용매가열 반응(solvothermal reaction)을 통해 신속하고 편리하게 합성하였다. 반응이 종료된 후 형성된 구형 입자를 원심분리-재분산을 통해 분리시켜 EuCP 마이크로스피어를 합성하였다. 이때 EuCP에서 Eu는 유로퓸을 의미하며, CP는 배위고분자를 의미한다. A mixture of isophthalic acid (H 2 IPA, 10.0 mg, 0.060 mmol) and Eu (NO 3 ) 3 5H 2 O (28.4 mg, 0.066 mmol) in 15 mL of DMF / THF mixed solvent (2: 1, v / To prepare a coordinated polymer precursor solution, which was then rapidly and conveniently synthesized through a simple solvent heating reaction by heating in an oil bath (140 ° C) for 20 minutes. After completion of the reaction, spherical particles formed were separated by centrifugation - redispersion to synthesize EuCP microspheres. Here, in EuCP, Eu means europium and CP means a coordination polymer.

IR(KBr): 1606s, 1540s, 1481m, 1446m, 1402s, 1316w, 1280w, 1165w, 1106w, 1078w, 1003w, 927w, 874w, 833w, 811w, 747m, 717m, 681w, 658w, 636w, 626w, 610w, 579w, 534w, 472w.
IR (KBr): 1606s, 1540s, 1481m, 1446m, 1402s, 1316w, 1280w, 1165w, 1106w, 1078w, 1003w, 927w, 874w, 833w, 811w, 747m, 717m, 681w, 658w, 636w, 626w, , 534w, 472w.

시험예 1.Test Example 1 EuCP 마이크로스피어의 형태, 광학적 특성 및 구리 이온의 감지 속성의 측정Measurement of morphology, optical properties and detection properties of copper ions in EuCP microspheres

도 1a는 제조예 1에 따라 제조된 EuCP 마이크로스피어에 대한 SEM 및 STEM(삽입도) 이미지이며; 도 1b는 상기 EuCP 마이크로스피어에 대한 EDX로 측정한 스펙트럼이고; 도 1c는 상기 EuCP 마이크로스피어에 대한 공초점 현미경 및 광학(상단 삽입) 이미지이며; 도 1d는 280 nm의 여기 파장으로, 다양한 농도의 Cu(NO3)2가 함유된 아세토나이트릴에 첨가된 상기 EuCP 마이크로스피어의 적정 발광 스펙트럼을 나타낸 그래프이고; 도 1e는 다양한 금속 이온 용액(5 mM)에 상기 EuCP 마이크로스피어를 담지 후의 발광 강도 변화를 나타낸 그래프이며; 도 1f는 UV 조사 하에서 다양한 금속 이온 용액에 담지되기 전 및 후의 상기 EuCP 마이크로스피어 현탁액을 촬영한 사진이다.1A is an SEM and STEM (insert) image for EuCP microspheres prepared according to Preparation Example 1; FIG. 1B is a spectrum of the EuCP microspheres measured by EDX; FIG. Figure 1C is a confocal microscope and optical (top insert) image for the EuCP microspheres; 1D is a graph showing an appropriate luminescence spectrum of the EuCP microsphere added to acetonitrile containing various concentrations of Cu (NO 3 ) 2 at an excitation wavelength of 280 nm; FIG. 1E is a graph showing changes in luminescence intensity after carrying the EuCP microspheres in various metal ion solutions (5 mM); FIG. FIG. 1F is a photograph of the above-mentioned EuCP microsphere suspension before and after being loaded on various metal ion solutions under UV irradiation.

도 1a에 도시된 바와 같이, 제조예 1에 따라 합성된 EuCP 마이크로스피어의 평균 입경은 0.70 ± 0.06 um(n = 100)이며, SEM 및 STEM 이미지로부터 구형 입자로 형성된 것을 확인하였다.As shown in FIG. 1A, the average particle diameter of EuCP microspheres synthesized according to Preparation Example 1 was 0.70 ± 0.06 μm (n = 100), and it was confirmed that spherical particles were formed from SEM and STEM images.

또한, 도 1b에 도시된 바와 같이, EuCP 마이크로스피어의 화학적 조성은 EDX 스펙트럼을 통해 탄소, 산소 및 유로퓸(Eu) 원자가 검출된 것을 확인하였다.Further, as shown in FIG. 1B, the chemical composition of EuCP microspheres confirmed that carbon, oxygen and europium (Eu) atoms were detected through the EDX spectrum.

또한, 공초점 현미경 이미지(도 1c) 및 육안으로 확인한 EuCP 마이크로스피어의 UV 조사 하에서의 사진(도 1d의 삽입도)은 스펙트럼의 레드 영역에서 발광을 하는 것으로 확인되었다. 상기 도 1c에서 하단 삽입도는 아세토나이트릴에 잘 분산된 EuCP 마이크로스피어를 보여주는 것이다.In addition, it was confirmed that the confocal microscope image (FIG. 1C) and the naked eye image of the EuCP microsphere under UV irradiation (the inset of FIG. 1D) emit light in the red region of the spectrum. The bottom inset in FIG. 1c shows EuCP microspheres well dispersed in acetonitrile.

또한, 도 1d에 도시된 바와 같이, EuCP 마이크로스피어의 발광 스펙트럼은 Eu3+ 이온의 특성 전이를 보여주는데, 구체적으로 592 nm 및 615 nm에서 강한 발광 밴드는 각각 Eu3 + 이온의 5D07F15D07F2 전이와 관련이 있고, 5D07F35D07F4 전이로부터 유래된 651 nm 및 698 nm에서 약한 발광 밴드도 관찰된다. 도 1d의 삽입도는 UV 조사 하에서 구리 이온 용액에 담지 전 및 후의 EuCP 마이크로스피어 현탁액을 촬영한 것이다.In addition, as shown in FIG. 1d, the light emission spectrum of EuCP microspheres is Eu 3+ ion to show the characteristics of the transition, in particular 592 nm and the strong luminescence band at 615 nm is 5 of Eu 3 + ion, respectively D 07 F 1 and 5 D 07 F 2 transitions and weak emission bands at 651 nm and 698 nm derived from 5 D 07 F 3 and 5 D 07 F 4 transitions are also observed. The inset of FIG. 1d is a photograph of a suspension of EuCP microspheres before and after being carried in a copper ion solution under UV irradiation.

IR 스펙트럼에서 EuCP 마이크로스피어의 1606 cm-1에서의 CO 스트레칭 주파수의 변화는 Eu3+ 이온에 IPA의 카르복실레이트 그룹이 배위된 것을 확인시켜 준다.
The change in the CO stretching frequency of the EuCP microsphere at 1606 cm -1 in the IR spectrum confirms that the Eu 3+ ion is coordinated with the carboxylate group of IPA.

용액 상에서 불균일 고체 센서의 우수한 분산도는 분석물질의 감도 및 신뢰성 있는 검출을 위하여 중요하다. 이 점에서, 용액 상에서 우수한 분산도를(도 1c, 도 1d의 삽입도)을 나타내는 EuCP 마이크로스피어는 불균일 고체 센서의 우수한 후보물질이며, 전형적인 벌크 크기의 MOF(금속-유기 복합체) 기반의 센서물질에 비하여 우수한 특성을 보인다. Good dispersion of heterogeneous solid state sensors in solution is important for sensitivity and reliable detection of analytes. In this regard, the EuCP microspheres exhibiting good dispersion in solution (insertions of FIG. 1c and FIG. 1d) are excellent candidates for heterogeneous solid state sensors, and are typical bulk size MOF (metal-organic composite) Which is superior to the conventional method.

구리 이온의 농도가 증가함에 따라 EuCP 마이크로스피어의 형광 세기가 감소되는 것을 확인하였다(도 1d). 상기 MOF 기반 센서물질의 전형적인 양(약 1 mg, 10 mg)에 비해 EuCP 마이크로스피어(0.1 mg)는 아주 소량만으로 구리 이온 감지가 가능하다.As the concentration of copper ion increases, the fluorescence intensity of EuCP microspheres decreases (FIG. 1d). Compared to the typical amounts of MOF-based sensor materials (about 1 mg and 10 mg), EuCP microspheres (0.1 mg) can detect copper ions in very small amounts.

구리 이온을 감지하는데 필요한 EuCP 마이크로스피어의 적은 양은 EuCP 마이크로입자의 작은 크기 및 우수한 분산성으로 인해 가능하다. 이러한 특징으로 인하여 EuCP 마이크로스피어의 구리 이온에 대한 소광(quenching) 감지는 육안으로도 쉽게 인식될 수 있다(도 1d 삽입도).The small amount of EuCP microspheres required to detect copper ions is possible due to the small size and good dispersibility of EuCP microparticles. Due to this feature, the quenching detection of copper ions of EuCP microspheres can be easily recognized by the naked eye (Fig. 1d insertion diagram).

EuCP 마이크로스피어의 초기 강한 레드 발광은 구리 이온과의 상호작용 후 거의 사라지며, 방출대역의 감소는 구리 이온과 배위고분자의 상호작용에 기인하는 소광(quenching)효과로부터 제어할 수 있다. 구체적으로, 구리 이온과 센서물질 내부의 루이스 염 상호작용은 잘 확립된 소광(quenching) 과정이며, 카르복실기의 산소 원자는 구리 이온의 상호작용 위치의 일예로 알려져 있다.The initial strong red luminescence of the EuCP microsphere disappears after interaction with the copper ion, and the reduction of the emission band can be controlled from the quenching effect due to the interaction of the copper ion with the coordination polymer. Specifically, the Lewis salt interaction within the sensor material with copper ion is a well established quenching process, and the oxygen atom of the carboxyl group is known as an example of the interaction position of the copper ion.

또한, EuCP 마이크로스피어(12,485 M-1)의 구리 이온 검출 감도는 종래 LnMOF 기반 센서물질(89 내지 6,637 M-1)보다 더 높은 것을 확인하였다. 구리 이온에 대한 상기 EuCP 마이크로스피어의 소광효과계수(K sv)는 종래 LnMOF 기반 센서 물질보다 200% 이상 개선된 것이다.In addition, the EuCP microsphere (12,485 M -1 ) copper ion The detection sensitivity was higher than that of the conventional LnMOF based sensor material (89 to 6,637 M -1 ). The extinction coefficient ( K sv ) of the EuCP microspheres for copper ions is improved by over 200% over conventional LnMOF based sensor materials.

상기 구리 이온의 소광(quenching)효과의 정량화된 값은 Stern-Volmer 방정식(I 0 /I=1+K sv[M])을 사용하여 수득하였다. 상기 I 0 는 EuCP 마이크로스피어의 초기 형광세기이며, I는 금속 이온 담지 후 EuCP 마이크로스피어의 형광 세기이다.
The quantified value of the quencher (quenching) the effect of the copper ion was obtained by using the Stern-Volmer equation (I 0 / I = 1 + K sv [M]). I 0 is the initial fluorescence intensity of the EuCP microsphere, and I is the fluorescence intensity of the EuCP microsphere after the metal ion deposition.

구리 이온 감지에 대한 EuCP 마이크로스피어의 선택성은 구리 이온 대신 다양한 다른 금속을 이용한 반응을 통해 증명하였다.The selectivity of EuCP microspheres for copper ion detection was demonstrated by the reaction with various metals instead of copper ions.

상기 EuCP 마이크로스피어는 Mn2 +, Co2 +, Ni2 +, Zn2 +, Cd2 +, Mg2 +, Ca2 + 및 Ag+와 같은 다른 종류의 금속 이온을 포함한 다양한 아세토나이트릴 용액(5 mM)에 담지되었다. 그 결과, 초기 EuCP 마이크로스피어의 발광 강도의 변화는 금속 이온의 특정 유형에 따라 매우 다른데, 특히 발광 강도의 큰 변화는 EuCP 마이크로스피어가 구리 이온 용액에 담지될 때 오직 관찰된다(도 1e 및 도 1f).The EuCP microspheres are various acetonitrile solution containing the other kind of metal ions such as Mn 2 +, Co 2 +, Ni 2 +, Zn 2 +, Cd 2 +, Mg 2 +, Ca 2 + and Ag + ( 5 mM). As a result, the change in luminescence intensity of the initial EuCP microspheres is very different depending on the specific type of metal ion, particularly the large change in the luminescence intensity is observed only when the EuCP microspheres are supported on the copper ion solution (Figs. 1E and 1F ).

상기 알칼리 토금속 이온(Mg2 + 및 Ca2 +) 및 다른 전이금속 이온(Mn2 +, Co2 +, Ni2 +, Zn2 +, Cd2 +, 및 Ag+)은 초기 EuCP 마이크로스피어의 발광 강도와 유의하거나 거의 영향을 받지 않는다.The alkaline earth ions (Mg 2 + and Ca 2 +), and other transition metal ions (Mn 2 +, Co 2 + , Ni 2 +, Zn 2 +, Cd 2 +, and Ag +) luminescence of the initial EuCP microspheres It is significantly or almost unaffected by strength.

하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 상기 EuCP 마이크로스피어의 구리 이온에 대한 소광효과계수(K sv) 값은 다른 금속 이온 사이에도 가장 두드러지게 큰 것으로 확인되었다.As shown in the following Table 1, it was confirmed that the value of the extinction coefficient ( K sv ) for the copper ion of the EuCP microspheres was the most remarkably large among other metal ions.

금속 이온Metal ion K sv(M-1) K sv (M -1 ) 금속 이온Metal ion K sv(M-1) K sv (M -1 ) Ca2+ Ca 2+ 1818 Ag+ Ag + 1One Mg2+ Mg 2+ 1919 Ni2+ Ni 2+ 167167 Zn2+ Zn 2+ 99 Co2+ Co 2+ 263263 Mn2+ Mn 2+ 1515 Cu2+ Cu 2+ 12,48512,485 Cd2+ Cd 2+ 44 -- --

종래 매크로 크기의 MOF 기반 센서물질과 비교하여 작은 크기는 EuCP 마이크로스피어의 센서 물질의 발광 신호가 물질의 내부에서 기인하는 것보다 물질의 외부에서 오는 상당한 기여때문에 민감하게 구리 이온을 감지할 수 있다. 이에 따라 EuCP 마이크로스피어의 내부 부분은 구리 이온의 감지에 대하여 중요도가 떨어지므로 코어-쉘 구조의 센서물질이 보다 효과적으로 센싱할 것으로 기대된다. Compared to conventional macro-sized MOF-based sensor materials, the small size can sensitively detect copper ions due to the significant contribution of the emission signal of the sensor material of the EuCP microsphere to the outside of the material, rather than from the inside of the material. Therefore, the inner part of the EuCP microspheres is less important for the detection of copper ions, so that the sensor material of the core-shell structure is expected to more effectively sense.

상기 코어-쉘 구조의 센서물질은 필요한 양을 감소시키며 센서 소비도 감소된다.
The sensor material of the core-shell structure reduces the required amount and sensor consumption is reduced.

[실리카@LnCP 코어-쉘 마이크로스피어][Silica @ LnCP core - shell microspheres]

실시예 1. 실리카@EuCP 코어-쉘 마이크로스피어의 합성Example 1. Synthesis of silica @EuCP core-shell microsphere

12 mL의 DMF/THF 혼합용매(2:1, v/v) 하에서 이소프탈산(H2IPA, 8.0 mg, 0.048 mmol) 및 Eu(NO3)3·5H2O(27.7 mg, 0.053 mmol)의 혼합으로 배위고분자 전구체 용액을 제조한 후 카르복실산 처리된 실리카(12.0 mg)와 혼합되었다. 상기 얻어진 반응물을 오일 배스(140 ℃)에 20분 동안 넣어 간단한 용매가열 반응(solvothermal reaction)을 통해 신속하고 편리하게 합성하였다. 반응이 종료된 후 형성된 구형 입자를 원심분리를 통해 침전물 수집하고 이를 DMF와 아세토나이트릴로 여러번 세척하여 실리카@EuCP 코어-쉘 마이크로스피어를 합성하였다(도 3). 이때 실리카@EuCP는 코어로 실리카 입자, 쉘로 EuCP가 형성된 코어-쉘 구조를 의미한다.(H 2 IPA, 8.0 mg, 0.048 mmol) and Eu (NO 3 ) 3 .5H 2 O (27.7 mg, 0.053 mmol) in 12 mL of DMF / THF mixed solvent (2: 1, v / The mixed polymer precursor solution was prepared by mixing and then mixed with carboxylic acid-treated silica (12.0 mg). The obtained reaction product was rapidly and conveniently synthesized through a simple solvent heating reaction in an oil bath (140 ° C) for 20 minutes. After completion of the reaction, spherical particles formed were collected by centrifugation and washed several times with DMF and acetonitrile to synthesize silica @EuCP core-shell microspheres (FIG. 3). Here, silica < RTI ID = 0.0 > @EuCP < / RTI > refers to a core-shell structure having silica particles as the core and EuCP as the shell.

IR(KBr): 1607s, 1543s, 1481m, 1447m, 1399s, 1316w, 1277w, 1104s, 943w, 875w, 801w, 747m, 716m, 657w, 635w, 472s.
IR (KBr): 1607s, 1543s, 1481m, 1447m, 1399s, 1316w, 1277w, 1104s, 943w, 875w, 801w, 747m, 716m, 657w, 635w, 472s.

실시예 2. 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어의 합성Example 2. Synthesis of silica @ TbCP core-shell microspheres

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, Eu(NO3)3·5H2O 대신 Tb(NO3)3·5H2O을 사용하여 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어를 합성하였다.The synthesis was carried out as Example 1, Eu (NO 3) 3 · 5H 2 O instead of Tb (NO 3) 3 · 5H 2 O using silica @TbCP core-shell microspheres were synthesized.

IR(KBr): 1607s, 1543s, 1481m, 1449m, 1400s, 1315w, 1277w, 1104s, 949w, 874w, 810w, 747m, 717m, 658w, 628w, 472s.
IR (KBr): 1607s, 1543s, 1481m, 1449m, 1400s, 1315w, 1277w, 1104s, 949w, 874w, 810w, 747m, 717m, 658w, 628w, 472s.

실시예 3. 쉘 두께가 얇은 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어의 합성Example 3. Synthesis of silica < RTI ID = 0.0 > @TbCP core-shell microspheres < / RTI >

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 소량의 배위고분자 전구체(H2IPA: 2.0 mg; Tb(NO3)3·5H2O: 5.76 mg) 및 동일한 양의 카르복실산이 처리된 실리카 입자(12.0 mg)를 사용하여 쉘 두께가 얇은 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어를 합성하였다.(H 2 IPA: 2.0 mg; Tb (NO 3 ) 3 .5H 2 O: 5.76 mg) and the same amount of carboxylic acid-treated silica particles (12.0 g) were mixed in the same manner as in Example 1, except that a small amount of coordination polymer precursor mg) were used to synthesize silica @TbCP core-shell microspheres with a thin shell thickness.

IR(KBr): 1609s, 1543s, 1481m, 1448m, 1399s, 1106s, 948w, 875w, 803w, 748m, 716m, 661w, 624w, 473s.
IR (KBr): 1609s, 1543s, 1481m, 1448m, 1399s, 1106s, 948w, 875w, 803w, 748m, 716m, 661w, 624w, 473s.

시험예Test Example 2. 2. 실리카@Silica @ EuCPEuCP 코어-쉘  Core-shell 마이크로스피어의Microsphere 형태, 광학적 특성 및 구리 이온의 감지 속성의 측정 Measurement of morphology, optical properties and detection properties of copper ions

도 3a는 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 실리카@EuCP 코어-쉘 마이크로스피어를 SEM으로 촬영한 이미지이며; 도 3b는 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 실리카@EuCP 코어-쉘 마이크로스피어를 STEM으로 촬영한 이미지이고; 도 3c는 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 실리카@EuCP 코어-쉘 마이크로스피어를 EDX로 측정한 스펙트럼이며; 도 3d는 상기 실리카@EuCP 코어-쉘의 EDX 스펙트럼 프로파일 주사 스펙트럼이고; 도 3e는 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 실리카@EuCP 코어-쉘 마이크로스피어를 공초점 현미경으로 촬영한 이미지 및 광학(삽입도) 이미지이며; 도 3f는 280 nm의 여기 파장으로, 다양한 농도의 Cu(NO3)2가 함유된 아세토나이트릴에 첨가된 실리카@EuCP 코어-쉘 마이크로스피어의 적정 발광 스펙트럼을 나타낸 그래프이고; 도 3g는 다양한 금속 이온 용액(5 mM)에 실리카@EuCP 코어-쉘 마이크로스피어를 담지 후의 발광 강도 변화를 나타낸 그래프이며; 도 3h는 UV 램프 하에서 다양한 금속 이온 용액에 담지되기 전 및 후의 실리카@EuCP 마이크로스피어 현탁액을 촬영한 사진이다. FIG. 3A is an SEM image of silica @EuCP core-shell microspheres prepared according to Example 1 of the present invention; FIG. FIG. 3b is an image of a silica @EuCP core-shell microspheres prepared according to Example 1 of the present invention by STEM; FIG. FIG. 3c is a spectrum of silica @EuCP core-shell microspheres prepared according to Example 1 of the present invention measured by EDX; FIG. Figure 3d is the EDX spectral profile scanning spectrum of the silica @ EuCP core-shell; 3E is an image and optical (insert) image of a silica @EuCP core-shell microsphere prepared according to Example 1 of the present invention, taken with a confocal microscope; Figure 3f is 280 nm of the excitation wavelength, varying concentrations of Cu (NO 3) 2 was added to the silica-containing acetonitrile the nitrile @EuCP core-graph showing the optimum emission spectrum of the shell microspheres and; FIG. 3G is a graph showing the change in luminescence intensity after carrying silica. EuCP core-shell microspheres on various metal ion solutions (5 mM); FIG. 3h is a photograph of a silica @ EuCP microsphere suspension before and after being loaded on various metal ion solutions under a UV lamp.

도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 실리카@EuCP 코어-쉘 마이크로스피어는 균일하게 형성되었으며, 실리카@EuCP 코어-쉘 마이크로스피어로 형성 후의 평균 입경(n = 100)은 1.10 ± 0.03 um로서 순수 실리카 입자(0.87 ± 0.02 um)로부터 증가한 크기인 것을 명확히 확인하였다. 특히, STEM 이미지는 잘 구성된 코어-쉘 구조의 형성을 명확히 보여주며, 쉘(EuCP)의 두께가 115 nm인 것을 보여주었다. 3A and 3B, the silica @EuCP core-shell microspheres prepared according to Example 1 of the present invention were uniformly formed, and the average particle diameter (n) after formation with silica @EuCP core- = 100) was 1.10 ± 0.03 μm, and it was clearly confirmed that the size was increased from pure silica particles (0.87 ± 0.02 μm). In particular, the STEM image clearly shows the formation of a well-formed core-shell structure, showing that the thickness of the shell (EuCP) is 115 nm.

실리카@EuCP 코어-쉘 마이크로스피어 내의 EuCP 쉘 및 실리카 코어의 상대적 중량비는 6 : 4(w/w, EuCP : silica)이다. 상기 EuCP 쉘 및 실리카 코어의 상대적 중량비는 실리카@EuCP코어-쉘 마이크로스피어의 중량을 측정하고 아세트산을 사용하여 실리카@EuCP 코어-쉘 마이크로스피어로부터 EuCP 쉘을 제거한 후의 중량을 비교하여 얻었다. The relative weight ratio of EuCP shell and silica core in silica @ EuCP core-shell microspheres is 6: 4 (w / w, EuCP: silica). The relative weight ratios of the EuCP shell and silica core were obtained by weighing the silica @EuCP core-shell microspheres and comparing the weight after removal of the EuCP shell from silica @EuCP core-shell microspheres using acetic acid.

또한 도 3c 및 도 3d에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 실리카@EuCP 코어-쉘 마이크로스피어의 화학 성분을 확인하였으며, 특히 도 3d는 실리카 원자는 입자의 중심에서 집중적으로 배치되며, 유로퓸 원자(Eu)는 쉘의 요소로서 입자의 가장자리에 풍부하게 배치된 것을 확인하였다. 3C and 3D, the chemical composition of the silica @EuCP core-shell microspheres prepared according to Example 1 of the present invention was confirmed, in particular, in FIG. 3d, the silica atoms were concentrated in the center of the particles And the europium atoms (Eu) were found to be abundantly arranged at the edges of the particles as elements of the shell.

또한 도 3e 및 도 3h에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 실리카@EuCP 코어-쉘 마이크로스피어는 발광 EuCP 쉘 때문에 스펙트럼의 레드 영역에서 발광을 보였다.
Also shown in Figures 3e and 3h, the silica @EuCP core-shell microspheres prepared according to Example 1 of the present invention showed luminescence in the red region of the spectrum due to the luminescent EuCP shell.

또한, 발광 센서로서 코어-쉘 구조의 실리카@EuCP 코어-쉘 마이크로스피어를 이용하였다.In addition, a silica @EuCP core-shell microspheres having a core-shell structure was used as a luminescence sensor.

도 3f에 도시된 바와 같이, 구리 이온에 대한 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 실리카@EuCP 코어-쉘 마이크로스피어의 감도는 구리 이온의 다양한 농도와 실리카@EuCP 코어-쉘 마이크로스피어의 잘 분산된 아세토나이트릴 현탁액의 적정이 순수 EuCP 마이크로스피어와 유사하였다.As shown in FIG. 3F, the sensitivity of the silica @EuCP core-shell microspheres prepared according to Example 1 of the present invention for copper ions was determined by varying the concentration of copper ions and the good dispersion of silica @EuCP core- The titration of the acetonitrile suspension was similar to the pure EuCP microspheres.

또한 도 3g 및 도 3h에 도시된 바와 같이, 구리 이온을 첨가하면 실리카@EuCP 코어-쉘 마이크로스피어의 턴-오프 신호가 육안으로 쉽게 확인되는 것을 확인하였으며, 다양한 종류의 금속 이온 용액에 담지 후 발광 강도 변화로 살펴본 실리카@EuCP 코어-쉘 마이크로스피어의 감지 선택성은 순수 EuCP 마이크로스피어와 거의 동일하였다. 예컨대, 발광 강도의 큰 변화는 실리카@EuCP 코어-쉘 마이크로스피어가 구리 이온 용액에 담지될 때 오직 관찰된다.Also, as shown in FIGS. 3g and 3h, it was confirmed that the turn-off signal of silica @EuCP core-shell microsphere was easily confirmed by the naked eye by adding copper ion, The selectivity of the silica @EuCP core-shell microspheres as a change in intensity was almost identical to pure EuCP microspheres. For example, a large change in luminescence intensity is observed only when silica < RTI ID = 0.0 > @EuCP core-shell microspheres < / RTI >

실시예 1에 따라 제조된 실리카@EuCP 코어-쉘 마이크로스피어의 구리 이온에 대한 K sv값(15,200 M-1)은 순수 EuCP 마이크로스피어(제조예 1)의 값(12,485 M-1) 보다 약 20% 이상 증가되었다. 실리카@EuCP 마이크로스피어 내 EuCP의 양은 순수 EuCP 마이크로스피어와 비교하여 약 60%로 감소되었지만, 구리 이온 검출용 실리카@EuCP 마이크로스피어 코어-쉘의 감도 및 선택도는 오히려 증가하였다.The K sv value (15,200 M -1 ) for the copper ion of the silica @EuCP core-shell microspheres prepared according to Example 1 was about 20 ( 1 ) higher than the value of pure EuCP microsphere (Preparation Example 1) %. The amount of EuCP in silica @EuCP microspheres was reduced to about 60% compared to pure EuCP microspheres, but the sensitivity and selectivity of silica @EuCP microsphere core-shell for copper ion detection was rather increased.

하기 표 2에 나타낸 바와 같이, 상기 실리카@EuCP 마이크로스피어의 구리 이온에 대한 소광효과계수(K sv) 값은 다른 금속 이온 사이에도 가장 두드러지게 큰 것으로 확인되었다.As shown in Table 2 below, the value of the extinction coefficient ( K sv ) for the copper ion of the silica @EuCP microspheres was found to be the most marked among other metal ions.

금속 이온Metal ion K sv(M-1) K sv (M -1 ) 금속 이온Metal ion K sv(M-1) K sv (M -1 ) Ca2+ Ca 2+ 1818 Ag+ Ag + 22 Mg2+ Mg 2+ 1717 Ni2+ Ni 2+ 166166 Zn2+ Zn 2+ 1818 Co2+ Co 2+ 259259 Mn2+ Mn 2+ 2121 Cu2+ Cu 2+ 15,12015,120 Cd2 + Cd 2 + 0.70.7 -- --

상기 제조예 1의 EuCP 마이크로스피어(도 7a), 실시예 1의 실리카@EuCP 코어-쉘 마이크로스피어(도 7b) 및 실리카 입자(도 7c)를 PXRD로 측정한 결과, 상기 제조예 1 및 실시예 1의 마이크로스피어는 비결정질의 무정형 물질이었다.
The EuCP microspheres (FIG. 7A) of the preparation example 1, the silica @EuCP core-shell microsphere (FIG. 7B) and the silica particles (FIG. 7C) of Example 1 were measured by PXRD. As a result, 1 microspheres were amorphous amorphous materials.

시험예 3.Test Example 3. 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어의 형태, 광학적 특성 및 구리 이온의 감지 속성의 측정Measurement of the morphology, optical properties and detection properties of copper ions in silica @TbCP core-shell microspheres

도 4a는 본 발명의 실시예 2에 따라 제조된 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어를 SEM으로 촬영한 이미지이며; 도 4b는 본 발명의 실시예 2에 따라 제조된 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어를 STEM으로 촬영한 이미지이고; 도 4c는 본 발명의 실시예 2에 따라 제조된 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어를 EDX로 측정한 스펙트럼이며; 도 4d는 상기 실리카@TbCP의 EDX 스펙트럼 프로파일 주사 그래프이고; 도 4e는 본 발명의 실시예 2에 따라 제조된 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어를 공초점 현미경으로 촬영한 이미지 및 광학(삽입도) 이미지이며; 도 4f는 280 nm의 여기 파장으로, 다양한 농도의 Cu(NO3)2가 함유된 MeCN에 첨가된 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어의 적정 발광 스펙트럼을 나타낸 그래프이고; 도 4g는 다양한 금속 이온 용액(5 mM)에 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어를 담지 후의 발광 강도 변화를 나타낸 그래프이며; 도 4h는 UV 램프 하에서 다양한 금속 이온 용액에 담지되기 전 및 후의 실리카@TbCP 마이크로스피어 현탁액을 촬영한 사진이다. FIG. 4A is an SEM image of a silica @ TbCP core-shell microspheres prepared according to Example 2 of the present invention; FIG. FIG. 4B is an image of a silica @ TbCP core-shell microspheres prepared according to Example 2 of the present invention by STEM; FIG. FIG. 4C is a spectrum of silica @ TbCP core-shell microspheres prepared according to Example 2 of the present invention measured by EDX; FIG. 4D is an EDX spectral profile scanning graph of the silica @TbCP; 4E is an image and optical (insert) image of a silica @ TbCP core-shell microsphere prepared according to Example 2 of the present invention, taken with a confocal microscope; 4f is a graph showing an appropriate luminescence spectrum of silica @ TbCP core-shell microsphere added to MeCN containing various concentrations of Cu (NO 3 ) 2 at an excitation wavelength of 280 nm; FIG. 4g is a graph showing the change in luminescence intensity after carrying the silica @ TbCP core-shell microspheres on various metal ion solutions (5 mM); 4h is a photograph of a silica < RTI ID = 0.0 > @ TBCP < / RTI > microsphere suspension taken before and after being loaded onto various metal ion solutions under UV lamps.

도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예 2에 따라 제조된 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어는 균일하게 형성되었으며, 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어로 형성 후의 평균 입경(n = 100)은 1.14 ± 0.02 um로서 순수 실리카 입자(0.87 ± 0.02 um)로부터 증가한 크기인 것을 명확히 확인하였다. 특히, STEM 이미지로 쉘(TbCP)의 두께가 135 nm인 것을 확인하였다.As shown in FIGS. 4A and 4B, the silica @TbCP core-shell microspheres prepared according to Example 2 of the present invention were uniformly formed, and the average particle diameter (n) after formation of the silica @TbCP core- = 100) was 1.14 ± 0.02 μm, clearly confirming that it was increased in size from pure silica particles (0.87 ± 0.02 μm). In particular, the STEM image confirmed that the thickness of the shell (TbCP) was 135 nm.

또한 도 4c 및 도 4d에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예 2에 따라 제조된 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어의 화학 성분을 확인하였으며, 특히 도 4d는 실리카 원자는 입자의 중심에서 집중적으로 배치되며, 테르븀 원자(Tb)는 쉘의 요소로서 입자의 가장자리에 풍부하게 배치된 것을 확인하였다. 4c and 4d, the chemical composition of the silica @ TbCP core-shell microspheres prepared according to Example 2 of the present invention was confirmed, and in particular, FIG. 4d shows that the silica atoms are concentrated in the center of the particles , And that the terbium atom (Tb) is an element of the shell, and that the terbium atom (Tb) is abundantly arranged at the edge of the particle.

또한, 도 4e 및 도 4h에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예 2에 따라 제조된 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어는 발광 TbCP 쉘 때문에 스펙트럼의 그린 영역에서 발광을 보였다.
In addition, as shown in Figs. 4E and 4H, the silica @ TbCP core-shell microspheres prepared according to Example 2 of the present invention showed luminescence in the green region of the spectrum due to the luminescent TbCP shell.

또한, 발광 센서로서 코어-쉘 구조의 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어를 이용하였다.In addition, a silica @ TbCP core-shell microspheres having a core-shell structure was used as a luminescence sensor.

도 4f에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예 2에 따라 제조된 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어의 발광 스펙트럼은 Tb3+ 이온의 전이 특성을 나타낸다. 구체적으로, 491 nm 및 546 nm에서 강한 발광 밴드는 각각 Tb3 + 이온의 5D4 7F65D47F5 전이에 기인하며, 상기 강렬한 전이는 그린 발광을 나타낸다. 5D4 7F45D47F3 전이로부터 비롯된 585 nm 및 621 nm에서 약한 발광 밴드도 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어의 발광 스펙트럼에서 관찰되었다.As shown in FIG. 4F, the emission spectrum of silica @ TbCP core-shell microspheres prepared according to Example 2 of the present invention shows the transfer characteristics of Tb 3+ ions. More specifically, 5 D of the strong emission band Tb 3 + ions respectively at 491 nm and 546 nm 4 7 F 6, and 5 D 47 F 5 and due to transition, the transition indicates a strong green emission. 5 D 4 The weak emission band at 585 nm and 621 nm resulting from the 7 F 4 and 5 D 47 F 3 transitions was also observed in the emission spectrum of silica @TbCP core-shell microspheres.

상기 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어의 초기 발광 강도는 실리카@EuCP 코어-쉘 마이크로스피어(실시예 1) 보다 훨씬 강한 것을 확인하였다. 또한, 상기 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어는 구리 이온의 다양한 농도와 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어가 분산된 아세토나이트릴 현탁액의 적정에 나타낸 바와 같이, 실시예 1의 실리카@EuCP 코어-쉘 마이크로스피어 보다 구리 이온 검출에 우수한 검출 감도를 나타낸다. The initial luminescence intensity of the silica @ TbCP core-shell microsphere was confirmed to be much stronger than that of silica @ EuCP core-shell microsphere (Example 1). The silica @ TbCP core-shell microspheres were also prepared from the silica @EuCP core-shell of Example 1 as shown in the titration of the acetonitrile suspension in which the silica @ TbCP core- It exhibits superior detection sensitivity to copper ion detection than microspheres.

또한, 도 4g에 도시된 바와 같이, 실시예 2의 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어의 감도 선택성은 다양한 금속 이온에 기인된 발광 강도 변화에 나타낸 바와 같이, 실시예 1의 실리카@EuCP 코어-쉘 마이크로스피어와 유사하였다. 예컨대, 발광 강도의 큰 변화는 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어가 구리 이온 용액에 담지될 때 오직 관찰된다.4g, the sensitivity selectivity of the silica < RTI ID = 0.0 > @TbCP < / RTI > core-shell microspheres of Example 2 was measured using a silica @EuCP core-shell of Example 1 Similar to microspheres. For example, a large change in luminescence intensity is observed only when silica < RTI ID = 0.0 > @ TbCP core-shell microspheres < / RTI >

또한, 도 4h에 나타낸 바와 같이, 구리 이온에 대한 실시예 2의 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어의 턴-오프 감도는 구리 이온 용액에 담지한 후 그린 발광의 명확한 감소에 의해 쉽게 육안으로 확인되었다.In addition, as shown in FIG. 4h, the turn-off sensitivity of the silica @TbCP core-shell microspheres of Example 2 to copper ion was readily visually confirmed by a clear reduction in the green emission after being supported on the copper ion solution .

실시예 2의 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어의 구리 이온에 대한 K sv값은 30,763 M-1이며, 이는 실시예 1의 실리카@EuCP 코어-쉘 마이크로스피어(15,200 M-1) 보다 2배 더 높다.The K sv value for the copper ion of the silica @ TbCP core-shell microsphere of Example 2 is 30,763 M -1 , which is twice the silica @EuCP core-shell microspheres (15,200 M -1 ) of Example 1 high.

하기 표 3에 나타낸 바와 같이, 상기 실리카@TbCP 마이크로스피어의 구리 이온에 대한 소광효과계수(K sv) 값은 다른 금속 이온 사이에도 가장 두드러지게 큰 것으로 확인되었다.As shown in Table 3 below, the value of the extinction coefficient ( K sv ) for the copper ion of the silica @ TbCP microspheres was found to be the most marked among other metal ions.

금속 이온Metal ion K sv(M-1) K sv (M -1 ) 금속 이온Metal ion K sv(M-1) K sv (M -1 ) Ca2+ Ca 2+ 1919 Ag+ Ag + 22 Mg2+ Mg 2+ 1818 Ni2+ Ni 2+ 183183 Zn2+ Zn 2+ 1313 Co2+ Co 2+ 327327 Mn2+ Mn 2+ 1515 Cu2+ Cu 2+ 30,76330,763 Cd2+ Cd 2+ 22 -- --

시험예Test Example 4. 4. 쉘의Shell 두께가 얇은 실리카@ Thin thin silica @ TbCPTbCP 코어-쉘  Core-shell 마이크로스피어의Microsphere 형태, 광학적 특성 및 구리 이온의 감지 속성의 측정 Measurement of morphology, optical properties and detection properties of copper ions

코어-쉘 구조의 센서물질의 센서능을 증대시키고자 쉘 부분이 얇은 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어를 제조하였다. 상기 실시예 3의 쉘의 두께가 얇은 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어는 실시예 2와 동일한 양의 실리카 코어를 유지하면서 사용되는 배위고분자 전구체의 양을 감소시켜서 제조하였다. To improve the sensor performance of the sensor material of the core-shell structure, a thin silica @TbCP core-shell microspheres were prepared. The thin silica <@@ TbCP core-shell microspheres of Example 3 were prepared by reducing the amount of coordinating polymer precursor used while maintaining the same amount of silica cores as in Example 2. [

도 5a는 본 발명의 실시예 3에 따라 제조된 쉘 두께가 얇은 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어를 STEM으로 촬영한 이미지이고; 도 5b는 본 발명의 실시예 3에 따라 제조된 쉘 두께가 얇은 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어를 공초점 현미경으로 촬영한 이미지 및 광학(삽입도) 이미지이며; 도 5c는 본 발명의 실시예 3에 따라 제조된 쉘 두께가 얇은 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어를 EDX로 측정한 스펙트럼이고; 도 5d는 상기 도 5c의 EDX 스펙트럼 프로파일 주사 그래프이며; 도 5e는 다양한 금속 이온 용액에 담지되기 전 및 후의 쉘 두께가 얇은 실리카@TbCP 마이크로스피어 현탁액을 UV 램프 하에서 촬영한 사진이다. FIG. 5A is an image obtained by STEM of a silica-thin TiCCP core-shell microspheres manufactured according to Example 3 of the present invention; FIG. FIG. 5B is an image and optical (insert) image of a thin shell of silica @TbCP core-shell microspheres prepared according to Example 3 of the present invention, taken with a confocal microscope; FIG. FIG. 5c is a spectrum of a silica thin @TbCP core-shell microspheres prepared according to Example 3 of the present invention measured by EDX; FIG. FIG. 5D is an EDX spectrum profile scanning graph of FIG. 5C; FIG. FIG. 5E is a photograph of a silica &lt; RTI ID = 0.0 &gt; @TbCP &lt; / RTI &gt; microsphere suspension having a thin shell thickness before and after being impregnated with various metal ion solutions under UV lamps.

상기 도 5의 시험은 쉘의 두께가 얇은 실리카@TbCP 마이크로스피어를 0.1 mg으로 사용하여 시험한 것이다.The test of FIG. 5 was performed using 0.1 mg of silica @TbCP microspheres having a thin shell.

도 5a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예 3에 따라 제조된 쉘의 두께가 얇은 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어는 균일하게 형성되었다.As shown in FIG. 5A, the silica &lt; RTI ID = 0.0 &gt; @TbCP &lt; / RTI &gt; core-shell microspheres made according to Example 3 of the present invention had a uniform thickness.

또한, 도 5b 및 도 5e의 왼쪽 사진에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예 3에 따라 제조된 쉘의 두께가 얇은 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어는 TbCP 쉘 때문에 스펙트럼의 그린 영역에서 발광을 보였다.Further, as shown in the left photographs of Figs. 5B and 5E, the silica &lt; RTI ID = 0.0 &gt; @TbCP &lt; / RTI &gt; core-shell microspheres produced according to Example 3 of the present invention, It looked.

또한, 도 5c 및 5d에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예 3에 따라 제조된 쉘의 두께가 얇은 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어의 화학 성분을 확인하였으며, 특히 도 5d는 실리카 원자는 입자의 중심에서 집중적으로 배치되며, 테르븀 원자(Tb)는 쉘의 요소로서 입자의 가장자리에 풍부하게 배치된 것을 확인하였다. 5c and 5d, the chemical composition of the thin silica @TbCP core-shell microspheres prepared according to Example 3 of the present invention was confirmed, in particular, And the terbium atom (Tb) was found to be abundantly arranged at the edge of the particle as an element of the shell.

도 5e에서는 구리 이온에 대한 실시예 3의 쉘의 두께가 얇은 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어의 턴-오프 감도는 구리 이온 용액에 담지한 후 그린 발광의 명확한 감소에 의해 쉽게 육안으로 확인되었다.
In FIG. 5E, the turn-off sensitivity of the thin silica <@TbCP core-shell microspheres of Example 3 to copper ion was readily visually confirmed by a clear reduction in green emission after being carried in a copper ion solution.

도 6a는 본 발명의 실시예 3에 따라 제조된 쉘의 두께가 얇은 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어를 SEM으로 촬영한 이미지이며; 도 6b는 본 발명의 실시예 3에 따라 제조된 쉘 두께가 얇은 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어를 STEM으로 촬영한 이미지이고; 도 6c는 280 nm의 여기 파장으로, 다양한 농도의 Cu(NO3)2가 함유된 아세토나이트릴에 첨가된 쉘의 두께가 얇은 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어(0.1 mg)의 적정 발광 스펙트럼을 나타낸 그래프이고; 도 6d는 다양한 금속 이온 용액(5 mM)에 쉘의 두께가 얇은 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어(0.1 mg)를 담지 후의 발광 강도 변화를 나타낸 그래프이며; 도 6e는 280 nm의 여기 파장으로, 다양한 농도의 Cu(NO3)2가 함유된 아세토나이트릴에 첨가된 쉘의 두께가 얇은 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어(0.01 mg)가 소량으로 존재할 때의 적정 발광 스펙트럼을 나타낸 그래프이고; 도 6f는 다양한 금속 이온 용액(5 mM)에 쉘의 두께가 얇은 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어(0.01 mg)를 소량 담지 후의 발광 강도 변화를 나타낸 그래프이다.FIG. 6A is an SEM image of a thin silica @ TbCP core-shell microspheres prepared according to Example 3 of the present invention; FIG. FIG. 6B is an image taken by a STEM of a silica-made &lt; RTI ID = 0.0 &gt; @TbCP &lt; / RTI &gt; core-shell microsphere manufactured according to Example 3 of the present invention; FIG. 6C shows the optimum luminescence spectrum of a thin silica @ TbCP core-shell microsphere (0.1 mg) added to acetonitrile containing various concentrations of Cu (NO 3 ) 2 at an excitation wavelength of 280 nm &Lt; / RTI &gt; FIG. 6D is a graph showing the change in luminescence intensity after carrying the silica @TbCP core-shell microspheres (0.1 mg) having a thin shell in various metal ion solutions (5 mM); FIG. 6E shows a case where a small amount of silica @TbCP core-shell microspheres (0.01 mg) thin in shell added to acetonitrile containing various concentrations of Cu (NO 3 ) 2 at an excitation wavelength of 280 nm &Lt; / RTI &gt; FIG. 6F is a graph showing the change in luminescence intensity after loading a small amount of silica @TbCP core-shell microspheres (0.01 mg) having a thin shell in various metal ion solutions (5 mM).

도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예 3에 따라 제조된 쉘의 두께가 얇은 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어는 쉘의 두께가 얇은 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어로 형성 후의 평균 입경(n = 100)이 0.95 ± 0.02 um로서 순수 실리카 입자(0.87 ± 0.02 um)로부터 증가한 크기인 것을 명확히 확인하였다. 특히, STEM 이미지로 쉘(TbCP)의 두께가 40 nm인 것을 확인하였다. 이때, TbCP 쉘 및 실리카 코어 사이의 중량비는 1 : 3(w/w, TbCP : 실리카)이다.As shown in FIGS. 6A and 6B, the silica @TbCP core-shell microspheres prepared according to Example 3 of the present invention have a thin shell and are formed of a thin silica @TbCP core-shell microspheres (N = 100) was found to be an increased size from pure silica particles (0.87 ± 0.02 μm) as 0.95 ± 0.02 μm. In particular, it was confirmed that the thickness of the shell (TbCP) was 40 nm in the STEM image. At this time, the weight ratio between the TbCP shell and the silica core is 1: 3 (w / w, TbCP: silica).

또한, 도 6c 및 도 6d에 도시된 바와 같이, 상기 쉘의 두께가 얇은 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어는 구리 이온에 대한 민감도(도 6c) 및 선택성(도 6d)이 발광 TbCP의 쉘 두께가 감소되더라도 변하지 않는 것을 확인하였다.In addition, as shown in FIGS. 6C and 6D, the silica @TbCP core-shell microsphere with a thin shell has a sensitivity (FIG. 6C) and selectivity (FIG. 6D) It was confirmed that it did not change even if it decreased.

상기 쉘의 두께가 얇은 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어의 구리 이온에 대한 K sv 값(36,432 M-1)은 실시예 2의 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어(30,763 M-1) 보다 약간 높다.The K sv value (36,432 M -1 ) for the copper ion of the silica @ TbCP core-shell microspheres having a small thickness of the shell is slightly higher than that of the silica @ TbCP core-shell microspheres (30,763 M -1 ) of Example 2 .

또한, 상기 쉘의 두께가 얇은 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어의 민감도는 종래의 LnMOF 기반 센서 물질에 비해 550%이상 개선되었다.In addition, the sensitivity of the thin silica <TbCP core-shell microspheres of the shell was improved by over 550% as compared with the conventional LnMOF based sensor material.

하기 표 4에 나타낸 바와 같이, 상기 쉘 두께가 얇은 실리카@TbCP 마이크로스피어(0.1 mg)의 구리 이온에 대한 소광효과계수(K sv) 값은 다른 금속 이온 사이에도 가장 두드러지게 큰 것으로 확인되었다.As shown in the following Table 4, it was confirmed that the value of the extinction coefficient ( K sv ) for the copper ion of the silica @TbCP microspheres (0.1 mg) having a small shell thickness was most remarkably large among other metal ions.

금속 이온Metal ion K sv(M-1) K sv (M -1 ) 금속 이온Metal ion K sv(M-1) K sv (M -1 ) Ca2+ Ca 2+ 1717 Ag+ Ag + 44 Mg2 + Mg 2 + 1515 Ni2+ Ni 2+ 193193 Zn2+ Zn 2+ 66 Co2+ Co 2+ 342342 Mn2+ Mn 2+ 2121 Cu2+ Cu 2+ 36,43236,432 Cd2+ Cd 2+ 22 -- --

마지막으로, 도 6e 및 도 6f에 도시된 바와 같이, 0.1 mg 대신 0.01 mg의 쉘의 두께가 얇은 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어를 사용할 때, 구리 이온에 대한 우수한 민감도 및 선택성을 달성할 수 있다는 것을 확인하였다. 구체적으로, 상기 0.01 mg의 쉘의 두께가 얇은 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어 내에 존재하는 TbCP의 양은 0.0026 mg이며, 상기 매우 적은 양의 TbCP로도 매우 민감하게(550% 이상 향상) 구리 이온을 선택적으로 감지하기 충분하다. Finally, as shown in FIGS. 6E and 6F, excellent sensitivity and selectivity to copper ions can be achieved when using a silica @ TbCP core-shell microspheres with a thin shell thickness of 0.01 mg instead of 0.1 mg Respectively. Specifically, the amount of TbCP present in the thin silica @ TbCP core-shell microspheres of 0.01 mg shell is 0.0026 mg, and the very small amount of TbCP is very sensitive (more than 550% improvement) Is sufficient to detect.

상기 TbCP(0.0026 mg)의 적은 양은 1 mg 내지 10 mg으로 사용되는 종래 MOF 기반 센서의 양의 약 1/400, 1/4000이다. The small amount of TbCP (0.0026 mg) is about 1/400, 1/4000 of the amount of conventional MOF based sensor used from 1 mg to 10 mg.

하기 표 5에 나타낸 바와 같이, 상기 쉘 두께가 얇은 실리카@TbCP 마이크로스피어(0.01 mg)의 구리 이온에 대한 소광효과계수(K sv) 값은 다른 금속 이온 사이에도 가장 두드러지게 큰 것으로 확인되었다.As shown in the following Table 5, it was confirmed that the value of the extinction coefficient ( K sv ) for the copper ion of the silica @ TbCP microspheres (0.01 mg) having a thin shell thickness was the most remarkably large among other metal ions.

금속 이온Metal ion K sv(M-1) K sv (M -1 ) 금속 이온Metal ion K sv(M-1) K sv (M -1 ) Ca2 + Ca 2 + 1717 Ag+ Ag + 22 Mg2 + Mg 2 + 1616 Ni2 + Ni 2 + 198198 Zn2 + Zn 2 + 88 Co2 + Co 2 + 358358 Mn2 + Mn 2 + 2424 Cu2 + Cu 2 + 39,06939,069 Cd2 + Cd 2 + 1212 -- --

시험예Test Example 5. 5. 쉘 두께가 얇은 실리카@Shell thin silica @ TbCPTbCP 코어-쉘  Core-shell 마이크로스피어의Microsphere 재활용 recycle

도 8a는 본 발명의 실시예 3에 따라 제조된 쉘의 두께가 얇은 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어의 재활용 과정을 촬영한 이미지이며; 도 8b는 상기 재활용된 쉘의 두께가 얇은 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어를 SEM으로 촬영한 이미지이다.FIG. 8A is an image of a recycling process of a thin silica <@TbCP core-shell microspheres manufactured according to Example 3 of the present invention; FIG. FIG. 8B is an SEM image of the silica &lt; RTI ID = 0.0 &gt; @TbCP &lt; / RTI &gt; core-shell microspheres having a thin thickness of the recycled shell.

도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 상기 실시예 3의 쉘의 두께가 얇은 실리카@TbCP 코어-쉘 마이크로스피어는 센싱에 사용된 후 아세토나이트릴로 단순 세척하여 여러번 재활용될 수 있으며, 3번 연이은 사용 후에도 사용 전과 비교하여 균일도, 평균 입경 및 쉘 두께 등이 변하지 않는 것을 확인하였다.
8A and 8B, the silica &lt; RTI ID = 0.0 &gt; @TbCP &lt; / RTI &gt; core-shell microsphere with a thin shell of Example 3 can be recycled several times by simple washing with acetonitrile after being used for sensing, It was confirmed that even after use, the uniformity, the average particle diameter, and the shell thickness were not changed as compared with before use.

-실험 장비- Experimental equipment

카르복실산이 표면에 처리된 실리카 입자는 폴리사이언스사(Polysciences, Inc; USA)로부터 구입하였다.Silica particles treated with carboxylic acid on the surface were purchased from Polysciences, Inc (USA).

또한, SEM 이미지는 JEOL JSM-7001F 전계 방출 SEM을 사용하여 얻었으며, EDX 스펙트럼은 Horiba EMAX 에너지 E-250 EDS 시스템이 장착된 Hitachi SU 1510 SEM을 사용하여 얻었다.SEM images were obtained using a JEOL JSM-7001F Field Emission SEM, and EDX spectra were obtained using a Hitachi SU 1510 SEM equipped with a Horiba EMAX Energy E-250 EDS system.

STEM 이미지는 FEI Tecnai G2 F30 ST를 사용하여 얻었으며 300 kV에서 STEM 모드에서 암시야 이미지를 사용하여 수행되고; EDX 스펙트럼 프로파일 스캔 데이터는 한국기초과학지원연구원 서울센터에서 STEM 이미지와 함께 얻었다. STEM images were acquired using FEI Tecnai G2 F30 ST and performed using a dark field image in STEM mode at 300 kV; EDX spectral profile scan data were obtained with the STEM image at the Seoul Center for Basic Science in Korea.

발광 특성은 석영 셀(10 x 4 mm light path)를 사용하여 Jasco FP-8500 형광 분석기로 측정하였으며, 공초점 현미경 이미지는 한국기초과학지원연구원 춘천센터에서 다중광자 CLSM(LSM 780 NLO, GaAsP detector, Carl-Zeiss)와 Ti:Sappuire 레이저(Maitai eHP deepsee, Spectra Physics)를 사용하여 수득하였다.The luminescence characteristics were measured with a Jasco FP-8500 fluorescence analyzer using a quartz cell (10 x 4 mm light path), and confocal microscopy images were obtained from a multi-photon CLSM (LSM 780 NLO, GaAsP detector, Carl-Zeiss) and a Ti: Sappuire laser (Maitai eHP deepsee, Spectra Physics).

적외선 스펙트럼은 Jasco FT/IR-4200 분광계로 수득하였으며, X-선 회절(PXRS) 패턴은 그라파이트 단색성 색각자(graphite-monochromated)된 Cuk 방사선원(40 kV, 40 mA)을 갖춘 Rigaku Ultima IV를 이용하여 수행하였다.
Infrared spectra were obtained with a Jasco FT / IR-4200 spectrometer and the X-ray diffraction (PXRS) pattern was measured using a Rigaku Ultima IV with a graphite-monochromated Cu k radiation source (40 kV, 40 mA) .

-발광 특성의 측정- Measurement of luminescence characteristics

시료의 발광 특성은 상온에서 아세토나이트릴 현탁액을 사용하여 측정되며, 적정 발광 스펙트럼은 다양한 농도의 Cu(NO3)2 (0.1 mM , 5 mM)가 함유된 MeCN 용액(1.0 mL)에 EuCP 마이크로스피어(제조예 1) 또는 실리카@LnCP 마이크로입자(0.1 mg 또는 0.01 mg)를 담지하여 측정된다. The luminescence characteristics of the samples were measured by using acetonitrile suspension at room temperature. The optimum luminescence spectra were obtained by adding EuCP microspheres (1.0 mL) to MeCN solution (1.0 mL) containing various concentrations of Cu (NO 3 ) 2 (Preparation Example 1) or silica @LnCP microparticles (0.1 mg or 0.01 mg).

감지 선택성 실험에 대하여, EuCP 마이크로스피어 또는 실리카@LnCP 마이크로입자(0.1 mg 또는 0.01 mg)는 5 mM의 M(NO3)2 (M = Mg2 +, Ca2 +, Mn2 +, Co2 +, Ni2 +, Cu2+, Zn2 +, Cd2 +) 또는 AgNO3가 함유된 MeCN 용액(1.0 mL)에서 측정된다.With respect to the detection selectivity experiment, EuCP microspheres or is of 5 mM M @LnCP silica microparticles (0.1 mg or 0.01 mg) (NO 3) 2 (M = Mg 2 +, Ca 2 +, Mn 2 +, Co 2 + , Ni 2 +, is measured in the Cu 2+, Zn 2 +, Cd 2 +) or MeCN solution (1.0 mL) with a containing AgNO 3.

Claims (15)

실리카 코어 표면에 배위고분자 쉘을 포함하는 구리 이온 검출용 센서로서,
상기 쉘은 테르븀(Tb) 금속 이온과 유기 빌딩블록이 배위 결합된 배위고분자로 이루어진 것을 특징으로 하는 구리 이온 검출용 센서.
A sensor for detecting copper ions comprising a coordinated polymer shell on the surface of a silica core,
Wherein the shell is made of a coordination polymer in which terbium (Tb) metal ions and an organic building block are coordinated to each other.
삭제delete 제1항에 있어서, 상기 쉘은 테르븀(Tb) 금속 이온과 이소프탈산(H2IPA)이 배위 결합된 배위고분자로 이루어진 것을 특징으로 하는 구리 이온 검출용 센서.The sensor for detecting copper ions according to claim 1, wherein the shell comprises a coordination polymer in which terbium (Tb) metal ions and isophthalic acid (H 2 IPA) are coordinated to each other. 제1항에 있어서, 상기 실리카 코어와 배위고분자 쉘은 1-8 : 2-9의 중량비로 사용되는 것을 특징으로 하는 구리 이온 검출용 센서.The sensor for detecting copper ions according to claim 1, wherein the silica core and the coordinated polymer shell are used in a weight ratio of 1-8: 2-9. 제1항에 있어서, 상기 쉘의 두께는 35 내지 140 nm인 것을 특징으로 하는 구리 이온 검출용 센서.The sensor for detecting copper ions according to claim 1, wherein the thickness of the shell is 35 to 140 nm. 제1항에 있어서, 상기 구리 이온 검출용 센서는 구리 이온에 대한 소광효과계수(K sv)가 15,000 내지 40,000 M-1인 것을 특징으로 하는 구리 이온 검출용 센서.The sensor for detecting copper ions according to claim 1, wherein the sensor for detecting copper ions has an extinction coefficient ( K sv ) of 15,000 to 40,000 M -1 for copper ions. 제1항에 있어서, 상기 구리 이온 검출용 센서는 아세토나이트릴로 세척하여 다시 재사용되는 것을 특징으로 하는 구리 이온 검출용 센서.The sensor for detecting copper ions according to claim 1, wherein the sensor for detecting copper ions is washed again with acetonitrile and reused. 제1항에 있어서, 상기 구리 이온 검출용 센서는 0.01 내지 0.1 mg으로 구리 이온을 검출하는 구리 이온 검출용 센서. The sensor for detecting copper ions according to claim 1, wherein the sensor for detecting copper ions is 0.01 to 0.1 mg. (A) 카르복실산으로 표면처리된 실리카 입자와, 테르븀(Tb) 금속 이온 및 유기 빌딩블록을 포함하는 배위고분자 전구체를 유기용매에 혼합하여 반응물을 제조하는 단계;
(B) 상기 반응물을 130 내지 150 ℃의 온도로 가열하는 단계; 및
(C) 상기 가열된 반응물을 원심분리하여 코어-쉘 마이크로스피어를 수득하는 단계;를 포함하되,
상기 실리카 입자를 코어로 하고, 상기 배위 고분자를 쉘로 하는 것을 특징으로 하는 구리 이온 검출용 센서의 제조방법.
(A) preparing a reactant by mixing silica particles surface-treated with carboxylic acid, a coordination polymer precursor comprising terbium (Tb) metal ions and an organic building block in an organic solvent;
(B) heating the reaction product to a temperature of from 130 to 150 캜; And
(C) centrifuging the heated reactant to obtain core-shell microspheres,
Wherein the silica particles are used as a core and the coordination polymer is used as a shell.
삭제delete 제9항에 있어서, 상기 (a)단계에서 배위고분자 전구체는 테르븀(Tb) 금속 이온과 이소프탈산(H2IPA)의 혼합물인 것을 특징으로 하는 구리 이온 검출용 센서의 제조방법.10. The method of claim 9, wherein the coordination polymer precursor in step (a) is a mixture of terbium (Tb) metal ion and isophthalic acid (H 2 IPA). 제9항에 있어서, 상기 (a)단계에서 유기용매는 N,N-디메틸포름아미드(DMF)와 테트라하이드로퓨란(THF)의 혼합 용매인 것을 특징으로 하는 구리 이온 검출용 센서의 제조방법.10. The method according to claim 9, wherein the organic solvent in step (a) is a mixed solvent of N, N-dimethylformamide (DMF) and tetrahydrofuran (THF). 제1항의 구리 이온 검출용 센서를 이용하여 시료 중에서 구리 이온을 선택적으로 검출하는 방법.  A method for selectively detecting copper ions in a sample using the copper ion detecting sensor of claim 1. 제13항에 있어서, 상기 구리 이온의 첨가에 따른 형광 세기 감소를 측정함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 구리 이온을 선택적으로 검출하는 방법. 14. The method of claim 13, wherein the decrease in fluorescence intensity due to the addition of copper ions is measured. 제13항에 있어서, 상기 형광 세기 변화를 위해 조사하는 빛의 파장은 280 nm인 것을 특징으로 하는 구리 이온을 선택적으로 검출하는 방법.14. The method of claim 13, wherein the wavelength of light irradiated for the change in fluorescence intensity is 280 nm.
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