一种MOF基晶体材料、MOF基复合膜传感器及其应用

    技术2026-08-10  8


    本发明涉及mof基荧光传感器的,具体为一种mof基晶体材料、mof基复合膜传感器及其应用。


    背景技术:

    1、6-正丙基-2-硫代尿嘧啶,也被称为丙硫氧嘧啶(propylthiouracil,简称6-ptu),是一种用于治疗甲状腺疾病的抗甲状腺药物。6-ptu主要通过抑制甲状腺内过氧化物酶系统,阻止甲状腺内酪氨酸的碘化及碘化酪氨酸的缩合,从而抑制甲状腺激素的合成。此外,它还能抑制甲状腺内t4向t3的转化,进一步减少甲状腺激素的活性。但该药物若食用过多,则会导致体内甲状腺素水平急剧下降,从而引发甲状腺功能减低的症状,如乏力、畏寒、体重增加、便秘等,还可能导致皮疹或皮肤瘙痒、血液系统异常等。在使用过程中,应密切监测患者的情况,及时发现并处理不良反应,其中,定期监测人体尿液中的6-ptu的浓度变化至关重要,以帮助患者及时调整用药剂量,达到最佳治疗效果。

    2、传统的检测6-ptu的方法有多种,包括高效液相色谱法、超高效液相色谱-串联质谱法、直接比色法、紫外分光光度法等,上述方法虽然效率很高,但其固有的缺陷也不容忽视,如检测灵敏度相对较低、分析成本较高、分析时间相对较长、操作难度大,这些都会影响分析效率,特别是在需要快速获取结果的应用场景中。相比之下,mof作为荧光传感器具有结构稳定、高比表面积和孔隙率、荧光性能优异、选择性高以及应用领域广泛等优点。这些优点使得mof基荧光传感器在环境监测、生物医学、食品安全等领域具有重要的应用价值。而在6-ptu检测技术领域,目前还尚未有用于检测6-ptu的mof基荧光传感器。


    技术实现思路

    1、本发明为了解决目前尚未有用于检测6-ptu的mof基荧光传感器的问题,故提供了一种mof基晶体材料、mof基复合膜传感器及其应用。

    2、本发明是采用如下技术方案实现的:

    3、一种mof基晶体材料,其化学式为{[ni3(l)3( μ2-h2o)]·3h2o·2dma}n,其晶系属于单斜晶系,c2/c空间群,晶胞参数为:a=23.2911(15) å, b=18.3233(11) å, c=16.5576(9)å, α=90°, β=104.174(2)°, γ=90°,其中l为去质子化的4,4’-(1,2-二羟基乙烷)二苯甲酸。

    4、一种mof基晶体材料的制备方法,依次包括如下步骤:1)将4,4’-(1,2-二羟基乙烷)二苯甲酸(h2l)溶于含有乙腈、h2o及n,n-二甲基乙酰胺 (dma)的混合溶剂后转移至反应容器中,其中所述的4,4’-(1,2-二羟基乙烷)二苯甲酸(h2l) 采购自济南春恒化工有限公司,其结构表达式为;2)向上述反应容器中加入镍盐;3)将反应容器在80-160℃下恒温反应1500-4500 min,然后冷却至室温,观察到绿色晶体nimof的生成即mof基晶体材料的生成。

    5、一种mof基复合膜传感器的制备方法,依次包括如下步骤:1)将4,4’-(1,2-二羟基乙烷)二苯甲酸(h2l)溶于含有乙腈、h2o及n,n-二甲基乙酰胺 (dma)的混合溶剂后转移至反应容器中,其中所述的4,4’-(1,2-二羟基乙烷)二苯甲酸(h2l) 采购自济南春恒化工有限公司,其结构表达式为;2)向上述反应容器中加入镍盐;3)将反应容器在80-160℃下恒温反应1500-4500 min,然后冷却至室温,观察到绿色晶体nimof的生成即mof基晶体材料的生成;4)对生成的绿色晶体nimof进行冲洗,以去除附着在绿色晶体nimof表面的杂质;5)取海藻酸钠(sa)、冲洗后的绿色晶体nimof共同加入到蒸馏水,搅拌至均匀分散后将其涂于载玻片上,最后自然晾干,直至形成一层致密的复合膜;6)将形成的复合膜从载玻片上剥落,即得到复合膜传感器。

    6、一种mof基复合膜传感器在检测6-ptu中的应用,所述mof基复合膜传感器为以上所述的mof基复合膜传感器。

    7、具体检测方法:1)精确浓度分析:为了准确测定6-ptu的浓度,可采用stern-volmer方程(i0/i = 1 + ksv[m])进行计算。检测时,首先利用复合膜传感器在特定的发射波长为448 nm时,与6-ptu溶液分散前后的荧光发射强度变化作为检测基础。具体而言,i0代表复合膜传感器与6-ptu溶液未接触前的初始发射强度,而i则表示复合膜传感器与6-ptu溶液相互作用后的发射强度。通过这一变化量,结合已知的猝灭常数,可以精确计算出6-ptu的浓度[m];2)便捷浓度估测:在某些实际应用场景中,若仅需对6-ptu的浓度进行粗略评估,响应时间低于40秒,且检测条件有限时,可采用一种更为简便的检测方法。即利用紫外灯进行可视化检测。具体操作步骤为:首先,将待检测的6-ptu溶液滴加至复合膜传感器表面;随后,使用紫外灯对复合膜传感器传感器进行照射。由于6-ptu与复合膜传感器之间发生反应,导致复合膜传感器表面颜色发生变化,通过观察这种颜色变化,可以初步判断被检测6-ptu溶液的浓度范围。

    8、本发明所产生的有益效果如下:采用本发明中的制备方法制备出的复合膜传感器在进行酪氨酸浓度的检测时,操作简单,方便快捷,检测灵敏度高,且可重复使用,检查成本低。



    技术特征:

    1.一种mof基晶体材料,其特征在于,其化学式为{[ni3(l)3(μ2-h2o)]·3h2o·2dma}n,其晶系属于单斜晶系,c2/c空间群,晶胞参数为:a=23.2911(15)å, b=18.3233(11) å, c=16.5576(9) å, α=90°, β=104.174(2)°, γ=90°,其中l为去质子化的4,4’-(1,2-二羟基乙烷)二苯甲酸。

    2.一种mof基晶体材料的制备方法,其特征在于,依次包括如下步骤:1)将4,4’-(1,2-二羟基乙烷)二苯甲酸(h2l)溶于含有乙腈、h2o及n,n-二甲基乙酰胺的混合溶剂后转移至反应容器中;2)向上述反应容器中加入镍盐;3)将反应容器在80-160℃下恒温反应1500-4500min,然后冷却至室温,观察到绿色晶体nimof的生成即mof基晶体材料的生成。

    3.一种mof基复合膜传感器,其特征在于,其制备方法依次包括如下步骤:1)将4,4’-(1,2-二羟基乙烷)二苯甲酸(h2l)溶于含有乙腈、h2o及n,n-二甲基乙酰胺的混合溶剂后转移至反应容器中;2)向上述反应容器中加入镍盐;3)将反应容器在80-160℃下恒温反应1500-4500 min,然后冷却至室温,观察到绿色晶体nimof的生成即mof基晶体材料的生成;4)对生成的绿色晶体nimof进行冲洗,以去除附着在绿色晶体nimof表面的杂质;5)取海藻酸钠、冲洗后的绿色晶体nimof共同加入到蒸馏水,搅拌至均匀分散后将其涂于载玻片上,最后自然晾干,直至形成一层致密的复合膜;6)将形成的复合膜从载玻片上剥落,即得到mof基复合膜传感器。

    4.根据权利要求3所述的一种mof基复合膜传感器,其特征在于,步骤1)中的反应容器为其内衬为聚四氟乙烯的反应容器。

    5.根据权利要求4所述的一种mof基复合膜传感器,其特征在于,步骤3)中,将反应容器放在烘箱中进行恒温反应,冷却速度为2-10℃/h。

    6.根据权利要求5所述的一种mof基复合膜传感器,其特征在于,步骤4)中,对生成的绿色晶体nimof采用反应母液进行冲洗,保证冲洗后的绿色晶体nimof的稳定性。

    7.根据权利要求6所述的一种mof基复合膜传感器,其特征在于,步骤5)中,海藻酸钠取0.5g,冲洗后的绿色晶体nimof取0.02g,蒸馏水为20-60 ml。

    8.根据权利要求7所述的一种mof基复合膜传感器,其特征在于,步骤2)中的镍盐为硝酸镍或氯化镍或硫酸镍或高氯酸镍或醋酸镍。

    9.根据权利要求8所述的一种mof基复合膜传感器,其特征在于,步骤1)中,4,4’-(1,2-二羟基乙烷)二苯甲酸(h2l)取0.0085 g,乙腈为2 ml,h2o为3 ml,n,n-二甲基乙酰胺为3ml。

    10.一种mof基复合膜传感器在检测6-ptu中的应用,其特征在于,所述mof基复合膜传感器为权利要求3至9任意一项所述的mof基复合膜传感器。


    技术总结
    本发明涉及MOF基荧光传感器的技术领域,具体为一种MOF基晶体材料、MOF基复合膜传感器及其应用。其为了解决目前尚未有用于检测6‑PTU的MOF基荧光传感器的问题,故提供了一种MOF基复合膜传感器,其化学式为{[Ni<subgt;3</subgt;(L)<subgt;3</subgt;(μ<subgt;2</subgt;‑H<subgt;2</subgt;O)]·3H<subgt;2</subgt;O·2DMA}<subgt;n</subgt;,其晶系属于单斜晶系,C2/c空间群,晶胞参数为:a=23.2911(15)Å,b=18.3233(11)Å,c=16.5576(9)Å,α=90°,β=104.174(2)°,γ=90°,其中L为去质子化的4,4’‑(1,2‑二羟基乙烷)二苯甲酸。采用制备出的复合膜传感器在进行6‑PTU浓度的检测时,方便快捷。

    技术研发人员:范黎明,李文翠,胡拖平,刘丽颍
    受保护的技术使用者:中北大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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