一种稀土MOFs蛋白质纤维复合荧光传感材料的制备方法技术

本发明专利技术属于荧光传感材料应用技术领域，尤其涉及一种稀土MOFs蛋白质纤维复合荧光传感材料的制备方法。本发明专利技术提供一种稀土MOFs蛋白质纤维复合荧光传感材料的制备方法，利用蛋白质纤维表面具有大量的活性基团，如羧基，羟基，氨基等，提供了与Ln

【技术实现步骤摘要】
一种稀土MOFs蛋白质纤维复合荧光传感材料的制备方法


[0001]本专利技术属于荧光传感材料应用
，尤其涉及一种稀土MOFs蛋白质纤维复合荧光传感材料的制备方法。

技术介绍

[0002]人体健康与生理环境中的pH值、温度、小分子等因素息息相关，例如，组织中的pH值反常可以反映出相关疾病；病毒的感染过程往往伴随着生物体整体或局部的温度变化；体内小分子如多巴胺分泌失调可导致帕金森等神经类相关疾病。如何快速准确检测一种或同时检测多种因素，并实现早期预防及治疗，对人类健康至关重要。目前文献上报道的检测方法主要有电化学检测、高效液相色谱法、荧光光谱法等。电化学检测快速简便，操作方便，但测试结果的重现性不太好。高效液相色谱法准确性高，但成本高，耗时长，pH值和温度的检测误差比较大。荧光光谱法具有快速响应、高灵敏性、低成本、非接触等优点，应用比较广泛，但首先需要制备出具有优异性能的荧光传感材料。
[0003]稀土金属有机框架材料(Ln
‑
MOFs)是以稀土金属、金属簇为节点，与有机配体通过配位键、氢键或分子间作用力自组装形成的具有高度结晶化的三维网状晶态材料，荧光性能优异、灵敏度高、响应快、选择性好，引起了人们极大的研究兴趣。如国家知识产权局公开的一种基于镧系金属与四苯乙烯基团的MOFs材料的制备方法及应用{专利号：CN201911338441.1}其以四苯乙烯作为构筑主体，选用多种配位模式和高配位数的镧系金属为构筑节点，利用水热合成方法，自组装得到一类镧系
‑
四苯乙烯基的多孔MOFs材料；其刚性的骨架和孔道，可在一系列金属阳离子中，选择性识别Fe3+，通过四苯乙烯配体良好的荧光发光性能，将荧光发射作为相应信号，实现可视化的识别检测过程；并进一步将此识别过程设计为离子检测试纸，为更加方便、快速的Fe3+检测提供便利条件；与已有技术相比，本专利技术中所合成的化合物为第一例基于镧系
‑
四苯乙烯基多孔MOFs材料，并通过性能评价将其用于金属阳离子的识别应用中，该工作在水中或其他溶液体系中的离子识别以及检测具有良好的应用前景。
[0004]但目前报道的Ln
‑
MOFs材料形态多是块状晶体，难于加工成型，极大地限制了其在人体传感器组装方面的应用化前景。为此，如何使Ln
‑
MOFs具有易于使用的形态且将其应用在人体生理环境下pH值、温度、小分子的荧光传感领域的快速检测是目前Ln
‑
MOFs材料应用所需要克服的难点。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对上述的现有的稀土金属有机框架材料在人体生理环境下pH值、温度、小分子的荧光传感领域应用所存在的技术问题，提出一种配方合理、方法简单且能够有效实现稀土金属有机框架材料在人体荧光传感领域应用的稀土MOFs蛋白质纤维复合荧光传感材料的制备方法。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为，本专利技术提供一种稀土MOFs蛋白质
纤维复合荧光传感材料的制备方法，包括以下有效步骤：
[0007]a、将稀土离子或稀土离子与稀土离子或稀土离子与过渡金属离子的混配离子的硝酸盐和小分子有机配体充分溶解在H2O中；
[0008]b、将a步骤得到的混合物加入到水热反应釜中，在其中放置蛋白质纤维基底材料，调节pH至中性或弱碱性；
[0009]c、将调整好的材料放入控温烘箱从室温升温，然后控温，控温结束后降到室温，使得稀土离子或稀土离子与金属离子的混配离子的MOFs充分结晶，层层自组装在蛋白质纤维基底材料表面，制备得到稀土离子或稀土离子与过渡金属离子的混配离子的稀土MOFs蛋白质纤维复合材料。
[0010]作为优选，还包括：
[0011]c1、首先将蛋白质纤维基底材料预处理，将蛋白质纤维基底材料用0.5％的NaHCO3溶液反复蒸煮两次，再用去离子水溶液蒸煮一次，随后取出，反复用去离子水冲洗，室温晾干，得到脱胶后的蛋白质纤维基底材料；
[0012]c2、然后用原子层沉积技术在得到的蛋白质纤维基底材料上沉积纳米层厚的TiO2或Al2O3薄膜，得到经过原子层沉积技术修饰后的蛋白质纤维基底材料；
[0013]作为优选，所述c步骤中，蛋白质纤维基底材料为丝素蛋白、羊毛蛋白、羊绒蛋白、羽绒蛋白、玉米蛋白或大豆蛋白短纤维及其织物中的一种。
[0014]作为优选，所述a步骤中，稀土离子为Eu
3+
、Tb
3+
、Dy
3+
、Sm
3+
、La
3+
，稀土离子与稀土离子或稀土离子与过渡金属离子的混配离子中稀土离子为Eu
3+
、Tb
3+
、Dy
3+
、Sm
3+
、La
3+
，过渡金属离子为Cu
2+
、Zn
2+
、Fe
3+
、Mg
2+
、Al
3+
。
[0015]作为优选，所述a步骤中，所述小分子有机配体为羧酸类、咪唑类、杂环类小分子配体。
[0016]作为优选，所述a步骤中，将稀土离子或稀土离子与稀土离子或稀土离子与过渡金属离子的混配离子的硝酸盐和小分子有机配体以及蛋白大分子配体充分溶解在H2O中。
[0017]作为优选，所述蛋白大分子配体为大豆、玉米、花生等植物蛋白大分子或蚕丝、毛羽等动物蛋白大分子中的一种。
[0018]作为优选，稀土离子或稀土离子与稀土离子或稀土离子与过渡金属离子的混配离子和小分子有机配体的摩尔比为1：1～6。
[0019]作为优选，混配金属离子中稀土离子与稀土离子或稀土离子与过渡离子的摩尔比为1：1～10。
[0020]作为优选，金属硝酸盐与蛋白质纤维基底材料的质量比为1：10～100，稀土离子或稀土离子与稀土离子或稀土离子与过渡金属离子的混配离子与蛋白大分子配体的质量比为10：1～10。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果在于，
[0022]1、本专利技术提供一种稀土MOFs蛋白质纤维复合荧光传感材料的制备方法，利用蛋白质纤维表面具有大量的活性基团，如羧基，羟基，氨基等，提供了与Ln
‑
MOFs材料反应的位点。同时对纤维基底进行预修饰，辅以小分子多羧酸桥联配体或表面进行原子层沉积(ALD)技术处理，调控纤维基底与Ln
‑
MOFs之间的结合力及纳米晶的形貌与负载量。制备出的Ln
‑
MOFs/蛋白质纤维功能复合晶态材料有效实现结构与功能的双重调控，从而实现应用于人
体生理环境下pH值、温度、小分子的荧光传感领域。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种稀土MOFs蛋白质纤维复合荧光传感材料的制备方法，其特征在于，包括以下有效步骤：a、将稀土离子或稀土离子与稀土离子或稀土离子与过渡金属离子的混配离子的硝酸盐和小分子有机配体充分溶解在H2O中；b、将a步骤得到的混合物加入到水热反应釜中，在其中放置蛋白质纤维基底材料，调节pH至中性或弱碱性；c、将调整好的材料放入控温烘箱从室温升温，然后控温，控温结束后降到室温，使得稀土离子或稀土离子与金属离子的混配离子的MOFs充分结晶，层层自组装在蛋白质纤维基底材料表面，制备得到稀土离子或稀土离子与过渡金属离子的混配离子的稀土MOFs蛋白质纤维复合材料。2.根据权利要求1所述的一种稀土MOFs蛋白质纤维复合荧光传感材料的制备方法，其特征在于，还包括：c1、首先将蛋白质纤维基底材料预处理，将蛋白质纤维基底材料用0.5％的NaHCO3溶液反复蒸煮两次，再用去离子水溶液蒸煮一次，随后取出，反复用去离子水冲洗，室温晾干，得到脱胶后的蛋白质纤维基底材料；c2、然后用原子层沉积技术在得到的蛋白质纤维基底材料上沉积纳米层厚的TiO2或Al2O3薄膜，得到经过原子层沉积技术修饰后的蛋白质纤维基底材料。3.根据权利要求1或2所述的一种稀土MOFs蛋白质纤维复合荧光传感材料的制备方法，其特征在于，所述c步骤中，蛋白质纤维基底材料为丝素蛋白、羊毛蛋白、羊绒蛋白、羽绒蛋白、玉米蛋白或大豆蛋白短纤维及其织物中的一种。4.根据权利要求1或2所述的一种稀土MOFs蛋白质纤维复合荧光传感材料的制备方法，其特征在于，所述a步骤中，稀土离子为Eu
3+
、Tb
3+
、Dy
3+
、Sm
3+
、La
3+
，稀土离子与稀土离子或稀土离子与过渡金属离子的混配离子中稀土离子为Eu
3+

【专利技术属性】
技术研发人员：刘瑞娜，王树军，卢艳红，侯俞宏，甄苗雨，孙悦，
申请(专利权)人：廊坊师范学院，
类型：发明
国别省市：