基于硼酸功能化的多发射金属有机骨架化合物Eu-MOF及其在没食子酸检测中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种基于硼酸功能化的多发射金属有机骨架化合物Eu

【技术实现步骤摘要】
基于硼酸功能化的多发射金属有机骨架化合物Eu
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MOF及其在没食子酸检测中的应用


[0001]本专利技术涉及一种基于硼酸功能化的多发射金属有机骨架化合物Eu
‑
MOF及其在没食子酸检测中的应用，属于材料合成、可视化检测、食品质量监测等领域。

技术介绍

[0002]食品添加剂具有改善食品感官特性和保持或提高食品营养价值的作用，特别是具有抗氧化作用的食品添加剂受到了社会各年龄段人们的广泛关注。没食子酸因其在茶和鲜果汁中的还原特性而具有多种生物活性。它通过清除活性氧(reactive oxygen species，ROS)等自由基离子对人体具有抗氧化作用，并能显著降低ROS指数。GA不仅天然存在于绿茶、红茶等多种植物中，而且由于其抗自由基活性和抗氧化作用，被广泛应用于食品和保健品中。GA具有很强的抗诱变、抗癌和抗氧化活性，是评价食品抗氧化能力的重要指标，因此对其进行快速、直观的检测具有重要的分析化学意义。
[0003]目前已经发展了流动注射分析、共振光散射、薄层色谱、反相高压液相色谱、电化学、分光光度法、毛细管电泳等检测方法。如Souza等采用碳纳米管修饰电极，对葡萄酒样品中没子酸的检出限为0.3M。Ghaani等人使用纳米银/飞燕草色素修饰的玻碳电极检测商业饮料中的没食子酸，检测限为280nM。然而这些方法往往在灵敏度和稳定性方面存在一定的局限性，检测过程耗时或仪器昂贵，操作要求复杂。因此，有必要开发一种成本低、操作简单、发光效率高、敏感、特异性高的GA检测方法。
[0004]金属有机骨架(Metal organic frameworks，MOFs)由于其可调节的孔径、可设计的结构以及丰富的功能配体，近年来受到越来越多的关注。MOFs可以通过多种金属簇和有机配体设计合成得到目标性质，在气体吸附分离、目标分子的富集、发光传感器、光学器件和多相催化等方面都有广泛的应用前景。发光MOFs由于其丰富的金属离子、配体和客体分子的发射源而具有多种发光性质，并在荧光可视化检测和生物成像方面表现出优异的性能。然而，MOFs缺乏特异性识别反应位点和发光机理不明确限制了其在食品添加剂检测中的应用。因此，制备能够结合特定官能团来调节能量水平的GA特异识别的MOFs有待进一步研究。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在提供一种基于硼酸功能化的多发射金属有机骨架化合物Eu
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MOF及其在没食子酸检测中的应用。本专利技术提供的多发射金属有机骨架化合物Eu
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MOF能够实现快速可视化检测食品、保健品中的GA，可以在不进行复杂样品前处理的情况下进行灵敏、准确的检测。
[0006]本专利技术基于硼酸功能化的多发射金属有机骨架化合物Eu
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MOF，是由硼酸配体与金属铕离子(Eu
3+
)配位聚合获得的铕金属有机骨架化合物；所述硼酸配体为3,5
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二羧基苯硼酸(BBDC)。
[0007]所述Eu
‑
MOF具有单波长激发下多发射的特性，具体是在270nm的紫外激发下，于454nm和615nm处产生双发射而显示红色荧光。
[0008]所述多发射金属有机骨架化合物Eu
‑
MOF是采用简单优化的溶剂热法制备获得，包括如下步骤：
[0009]在DMF/H2O体积比为7:3的混合溶剂中，将0.1～0.4mM的EuCl3·
6H2O与0.1～0.3mM的BBDC混合，剧烈搅拌10～30min；将反应液置于含有50～70mL聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压釜中，120～150℃加热反应12～24h，室温冷却，分别用DMF和乙醇清洗样品后离心，40～60℃真空干燥，得到白色的Eu
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MOF粉末。
[0010]本专利技术多发射金属有机骨架化合物Eu
‑
MOF的应用，是在没食子酸的检测过程中作为检测试剂使用。
[0011]本专利技术以3,5
‑
二羧基苯基硼酸(BBDC)和EuCl3·
6H2O为原料，通过简单的溶剂热法制备了硼酸功能化的多发射金属有机骨架化合物Eu
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MOF。GA与Eu
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MOF反应将MOF配体中的
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B(OH)2转化为
‑
BOO
‑
，从BBDC配体到Eu
3+
的系统转换效率降低使Eu
3+
的红色发射减弱，而与GA结合的BBDC呈现的蓝色发射增强，其Eu
‑
MOF探针颜色呈现出由红色到蓝色的连续变化，通过Eu
‑
MOF荧光体系中荧光变化程度来检测食品和保健品中GA的含量。
[0012]具体的，设置激发波长为240～280nm，采用荧光分光光度法进行检测。激发和发射的狭缝宽度均设为5～20nm。在300～800nm范围内记录其荧光光谱。将2～5mg的Eu
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MOF分散到10～40mL去离子水中，制备探针溶液。将一定量没食子酸溶于无水乙醇中，得到浓度为1.0～5.0μM的分析溶液。随后使1～3mL Eu
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MOF探针溶液与GA分析溶液混合，并用去离子水稀释并充分混匀后，转移到石英比色皿中，在紫外灯下进行荧光检测。荧光颜色变化的图像是在黑暗的环境中使用相机拍摄，为保证实验结果的可靠性，每个样本至少测量三次，取平均值后再进行下一步实验。
[0013]通过软件获取荧光照片的红
‑
绿
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蓝值(RGB值)对应的颜色信息，通过分析RGB值来定量检测没食子酸。为了保证数据的准确性，反复实验三次，得到R/B的平均值，R/B表示红色和蓝色信息的比例。
[0014]进一步地，检测体系的pH＝6。
[0015]本专利技术多发射金属有机骨架化合物Eu
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MOF在270nm的紫外激发下，于454nm和615nm处产生双发射而显示红色荧光。GA的加入使Eu
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MOF配体的硼酸基与其共价结和形成了硼酸酯，导致Eu
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MOF在615nm处红色发光逐渐减少，而在454nm处蓝色发光逐渐增加，从而在紫外灯下产生了由红到蓝显著的颜色变化。
[0016]本专利技术基于硼酸配体与金属铕离子的聚合，制备了单波长激发下多发射的Eu
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MOF，实现了食品和保健品中GA的可视化、实时和定量检测。作为传感系统的核心，通过硼酸基团功能化修饰构建的Eu
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MOF在270nm的单激发下于454nm和615nm表现出两个发射中心。加入GA后，硼酸基团的羟基于GA中苯环上的羟基共价结合。随着GA浓度的增加，Eu
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MOF在615nm处的红色荧光逐渐降低，而454nm处的蓝色荧光逐渐增加，Eu
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MOF探针在紫外灯照射下呈现出由红到蓝的清晰颜色变化，通过智能手机的颜色识别器APP可识别出相应的颜色信本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于硼酸功能化的多发射金属有机骨架化合物Eu
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MOF，其特征在于：所述多发射金属有机骨架化合物Eu
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MOF是由硼酸配体与金属铕离子配位聚合获得的铕金属有机骨架化合物；所述硼酸配体为3,5
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二羧基苯硼酸。2.根据权利要求1所述的多发射金属有机骨架化合物Eu
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MOF，其特征在于：所述Eu
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MOF具有单波长激发下多发射的特性，在270nm的紫外激发下，于454nm和615nm处产生双发射而显示红色荧光。3.根据权利要求1所述的多发射金属有机骨架化合物Eu
‑
MOF，其特征在于所述多发射金属有机骨架化合物Eu
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MOF是采用溶剂热法制备获得，包括如下步骤：在混合溶剂中，将0.1～0.4mM的EuCl3·
6H2O与0.1～0.3mM的3,5
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二羧基苯硼酸混合，剧烈搅拌10～30min；将反应液置于含有聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压釜中，120～150℃加热反应12～24h，室温冷却，分别用DMF和乙醇清洗样品后离心，真空干燥，得到白色的Eu
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MOF粉末。4.根据权利要求3所述的多发射金属有机骨架化合物Eu
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MOF，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋长龙，杨亮，王振洋，张淑东，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：