一种钌基嗪类复合物电化学发光材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种钌基嗪类复合物电化学发光材料及其制备方法。所述发光材料的基础单元结构中，中心金属元素为Ru离子，配位基团为嗪基，辅助配位基团为吡啶基。制备方法为：将晶态共价三嗪框架材料制成CTFs水溶液；在磁力搅拌下加入Ru离子溶液，真空抽滤后，再分散于去离子水中，反应后离心，用去离子洗涤，去除上清液后，沉淀并真空干燥得到粉末；将粉末重新分散到去离子水中，加入巯基吡啶溶液，反应，离心洗涤，真空干燥得到所述钌基嗪类复合物电化学发光材料。本发明专利技术制备简单，成本低廉，信号稳定性强，ECL效率达到商用Ru(bpy)

【技术实现步骤摘要】
一种钌基嗪类复合物电化学发光材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种钌基嗪类复合物电化学发光材料(ECL)及其制备方法，属于生物医学检测


技术介绍

[0002]电化学发光(ECL)是将电化学和化学发光相结合的一种分析技术，体系中发光物质在电极上发生电化学反应，其反应产物通过化学反应形成激发态物质，返回基态时形成光辐射。该技术具有零背景、无光漂白和二维空间分布和时间可调制等显著优势，逐渐成为最新的体外检测平台，在痕量标志物检测方面有广阔的应用前景。特别是，瑞士罗氏企业开发的Cobas e601、Cobas e601型全自动免疫分析仪，以三联吡啶钌(Ru(bpy)
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)为发光分子，已实现了对于105项疾病标志物的检测，占据了国内将近一半的体外检测市场份额，在全国各大三甲医院广泛应用。然而，该技术中Ru(bpy)
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受重原子效应的影响，导致ECL效率低，且技术被国外企业垄断，价格昂贵，难以大量普及，制约ECL技术的体外检测应用。
[0003]当前，框架材料、金属纳米材料因其巨大的比表面积、活跃的表面电子性能，具有作为Ru(bpy)
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替代材料的潜力。例如，袁若课题组将牛血清蛋白(BSA)作为保护基团，吸附铜离子后原位还原得到铜纳米簇(Cu NCs)。接着，将水合肼(HZ)沉积在电极表面，增强Cu NCs的电子传递效率，获得明显的ECL响应(Anal.Chem.2016,88,23,11527
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11532，方法1)。此外，Cola课题组合成双(3
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(三氟甲基)
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1H
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1,2,4
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三唑
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基)吡啶(PEG)配位Pt(Ⅱ)离子，通过分子聚集效应，降低分子轨道能级差，提高材料的ECL信号(J.Am.Chem.Soc.2017,139,14605
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14610，方法2)。上述技术虽制得新型ECL材料，但存在ECL效率低，共反应剂难以通用等问题如方法1；另外，也存在价格昂贵，有机合成步骤复杂的缺陷如方法2。因此，开发成本低、合成方便、ECL效率高的新型材料依然是一个亟待解决的关键问题。
[0004]晶态共价三嗪框架(CTFs)具有低密度，高比表面积，易于修饰改性和功能化等优点，在气体的储存与分离、非均相催化、储能材料和光电传感领域已经有广泛的应用前景。特别是，材料含有的嗪基是强氢键受体，N的孤对电子的配位作用强，能够与众多过渡金属离子结合反应，产生独特的光/电活性，有望作为新型ECL材料。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种ECL效率高、材料易得的电化学发光材料的制备方法。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种钌基嗪类复合物电化学发光材料，所述
发光材料的结构式为：其中，n为自然数；所述发光材料的基础单元结构中，中心金属元素为Ru(Ⅲ)离子，配位基团为嗪基，辅助配位基团为吡啶基。
[0007]优选地，所述嗪基的配位材料为晶态共价三嗪框架材料。
[0008]优选地，所述Ru(Ⅲ)离子、嗪基：吡啶基的配位比为1：2：(1～5)，其中吡啶基的配位比可通过改变其配位材料的投料比来实现。
[0009]本专利技术还提供了上述钌基嗪类复合物电化学发光材料的制备方法，包括以下步骤：
[0010]步骤1)：将晶态共价三嗪框架材料超声分散于去离子水中，制成CTFs水溶液；在磁力搅拌下加入Ru(Ⅲ)的Ru离子溶液，真空抽滤后，再分散于去离子水中，反应后离心，用去离子洗涤，去除上清液后，沉淀并真空干燥得到粉末；
[0011]步骤2)：将步骤1)制得粉末重新分散到去离子水中，加入巯基吡啶溶液，搅拌条件下反应，离心洗涤，真空干燥得到所述钌基嗪类复合物电化学发光材料。
[0012]优选地，步骤1)中，所述的含Ru(Ⅲ)的Ru离子溶液为三氯化六氨合钌。
[0013]优选地，步骤1)中，所述的Ru离子溶液中有效成分与CTFs水溶液中有效成分的质量浓度比为1：(1～2)。
[0014]优选地，步骤2)中，所述粉末与巯基吡啶溶液中有效成分的质量浓度比为1：(2～4)。
[0015]针对传统Ru(bpy)
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材料的ECL效率低、价格昂贵等缺点，本专利技术提供了一种钌基嗪类复合物ECL材料的结构和制备方法，将CTFs和巯基吡啶与钌离子配位键反应，获得复合物材料，适用于ECL平台的生物标志物体外检测。本专利技术方法制备的ECL材料具有合成简单，成本低廉和ECL效率高等优势，可应用体外检测盒的研发。
附图说明
[0016]图1为实施例1中Ru
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CTFs
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Py材料的SEM和Mapping谱图；其中，(A)为Ru
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CTFs
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Py材料的SEM图像，(B)、(C)、(D)分别为C、N、Ru元素分布图；
[0017]图2为实施例1中Ru
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CTFs
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Py材料的XPS谱图；其中，(A)为Ru
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CTFs
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Py材料的XPS全谱，(B)为Ru 3p XPS高分辨谱图；
[0018]图3为实施例2中Ru
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CTFs
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Py材料的UV
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vis光谱图；其中，a、b、c分别指CTFs、Ru
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CTFs
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Py和Ru；
[0019]图4为实施例2中Ru
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CTFs
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Py材料的FL谱图；其中，a、b、c、d分别指Ru
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CTFs、Ru
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CTFs
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Py、Ru和CTFs；
[0020]图5为实施例2中Ru
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CTFs
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Py材料的ECL光谱图；其中，a、b分别指Ru
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CTFs
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Py、CTFs；
[0021]图6为实施例3中Ru
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CTFs
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Py材料的ECL信号图；其中，a、b、c、d分别指Ru
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CTFs
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Py、TPA、CTFs和Ru
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CTFs；
[0022]图7为实施例3中Ru
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CTFs
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Py材料的CV曲线；其中，a、b分别指Ru
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CTFs
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Py、空白TPA。
具体实施方式
[0023]为使本专利技术更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
[0024]实施例1
[0025]一种钌基嗪基复合物电化学发光(ECL)材料的制备方法，具体步骤为：
[0026]步骤1，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钌基嗪类复合物电化学发光材料，其特征在于，所述发光材料的结构式为：其中，n为自然数；所述发光材料的基础单元结构中，中心金属元素为Ru(Ⅲ)离子，配位基团为嗪基，辅助配位基团为吡啶基。2.如权利要求1所述的钌基嗪类复合物电化学发光材料，其特征在于，所述嗪基的配位材料为晶态共价三嗪框架材料。3.如权利要求1所述的钌基嗪类复合物电化学发光材料，其特征在于，所述Ru(Ⅲ)离子、嗪基：吡啶基的配位比为1：2：(1～5)。4.权利要求1
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3任一项所述的钌基嗪类复合物电化学发光材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)：将晶态共价三嗪框架材料超声分散于去离子水中，制成CTFs水溶液；在磁力搅拌下加入含...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁培新，陈灿，鲍静怡，张国旗，王爱军，冯九菊，
申请(专利权)人：浙江师范大学，
类型：发明
国别省市：