[發(fā)明專利]一種稀土發(fā)光二氧化硅雜化材料及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710601945.2
• 申請(qǐng)日: 2017-07-21
• 公開（公告）號(hào): CN107384375B
• 公開（公告）日: 2019-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周戰(zhàn);陳洪;傅紅如;毋乃騰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 洛陽師范學(xué)院
• 主分類號(hào): C09K11/06
• 分類號(hào): C09K11/06;C09K11/02;G01N21/64
• 代理公司: 廣州市南鋒專利事務(wù)所有限公司 44228
• 代理人: 張小黎

本發(fā)明所公開的稀土發(fā)光二氧化硅雜化材料及其制備方法和應(yīng)用，利用納米二氧化硅穩(wěn)定油相(γ?縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(γ?MPS))的方法，使TEOS緩慢在油滴表面縮聚，從而將發(fā)光的稀土配合物成功包裹在無機(jī)基質(zhì)中，得到基于稀土銪離子發(fā)光的二氧化硅雜化納米球，并通過條件控制優(yōu)化稀土離子的發(fā)光和雜化納米球的均一性和粒大小；并將稀土雜化納米球用作熒光傳感器，去定性和定量檢測(cè)水中銅離子的含量；本發(fā)明所提供的稀土發(fā)光二氧化硅雜化材料還表現(xiàn)出了比較良好的單分散性，未來有望應(yīng)用于細(xì)胞的熒光成像和生物傳感檢測(cè)等領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種稀土發(fā)光二氧化硅雜化材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

重金屬污染一直是人類熱切擔(dān)憂的一個(gè)話題，隨著社會(huì)工業(yè)化的加劇，環(huán)境中重金屬的含量也在不斷增加，其中銅離子作為一種重要的金屬，其在人體內(nèi)含量的超標(biāo)，可能會(huì)造成人體代謝功能紊亂，嚴(yán)重危害身體健康，甚至?xí){到人的生命安全。作為一種微量元素，銅離子廣泛存在于植物、動(dòng)物、以及人的體內(nèi)，同時(shí)它能夠輔助酶和蛋白質(zhì)參與各種代謝過程。其物理化學(xué)性質(zhì)導(dǎo)致了銅在人類生活中的各種特定用途。銅具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性，可作為電和熱的優(yōu)良導(dǎo)體，其延展性可用于制作銅絲，輸送電力，廣泛用于生活中各個(gè)領(lǐng)域。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)調(diào)查，每年由于人為或者其他原因流入自然環(huán)境水流系統(tǒng)中的銅含量可達(dá)到上億噸。我國(guó)飲用水的標(biāo)準(zhǔn)是銅離子的含量不得超過20μM。銅是生命必需的微量元素之一，缺乏及過量均會(huì)對(duì)機(jī)體造成傷害，導(dǎo)致體內(nèi)代謝功能紊亂，生理功能障礙及其他病理狀態(tài)。人體內(nèi)銅離子濃度較高時(shí)，容易對(duì)身體內(nèi)的器官造成巨大負(fù)擔(dān)，常見的肝硬化，肝腹水兩種疾病就是由于體內(nèi)銅離子含量過高導(dǎo)致。反之，當(dāng)人體內(nèi)缺乏銅離子時(shí)會(huì)導(dǎo)致腦細(xì)胞中的色素化酶減少，活性下降，導(dǎo)致思維混亂，記憶力下降。人體造血離不開需要銅離子合成的血漿銅藍(lán)蛋白，心血管的彈性蛋白和基質(zhì)膠原的形成過程也需要銅離子的參與。另外，超氧化物歧化酶中含有一定的銅離子，其可以在一定程度上抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)，并能夠促進(jìn)新陳代謝、延緩衰老。銅離子在濃度適宜是維生命體正常功能的前提條件，因此，準(zhǔn)確分析測(cè)定樣品中銅離子的含量對(duì)人類的健康、飲用水和食品安全、環(huán)境質(zhì)量檢測(cè)等具有直接關(guān)系。而通過直接法和間接法均可展開對(duì)銅離子的檢測(cè)，對(duì)于利用Cu²⁺自身的物理和化學(xué)性質(zhì)而直接對(duì)待測(cè)物進(jìn)行測(cè)試的方法稱為直接法，常見的包括分子吸收光譜法、化學(xué)傳感法、原子吸收法、電化學(xué)分析法；而間接法是利用超分子作用產(chǎn)生的信號(hào)變化或銅離子和指示劑(化學(xué)分子探針)之間的特異性化學(xué)反應(yīng)對(duì)銅離子進(jìn)行檢測(cè)分析的方法，包括銅離子熒光分子探針法(熒光光譜法)和銅離子指示劑法。

近年來，隨著科技的發(fā)展各種功能材料被不斷開發(fā)出來，尤其以稀土發(fā)光功能材料格外引人注目。稀土元素的原子中含有未充滿的4f5d電子組態(tài)，因此，稀土離子的4f電子可以在f層內(nèi)進(jìn)行躍遷，也可以從f層到d層發(fā)生躍遷，從而表現(xiàn)出豐富的光譜，能夠覆蓋從紫外、可見到紅外區(qū)的全譜帶熒光發(fā)射。此外，也正是由于這種躍遷方式，使得稀土發(fā)光材料具有較長(zhǎng)的熒光壽命、色純度高、發(fā)射峰分布廣、吸光能力強(qiáng)、窄帶熒光發(fā)射；抗光漂白能力強(qiáng)，能夠保持較長(zhǎng)的使用壽命，使稀土及稀土發(fā)光相關(guān)功能材料得到越來越多的關(guān)注和研究。除了在LED照明、顯示和生物核磁成像領(lǐng)域廣泛應(yīng)用以外，隨著市場(chǎng)的需求和規(guī)模的不斷擴(kuò)大，稀土功能材料也開始在醫(yī)療消毒、自然光光源等光源器材上得以開發(fā)和應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種稀土發(fā)光二氧化硅雜化材料及其制備方法和應(yīng)用。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

第一方面，本發(fā)明提供了一種稀土發(fā)光二氧化硅雜化材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)按照正硅酸四乙酯與L-精氨酸溶液的體積比為0.01～0.05:1的比例，將正硅酸四乙酯加入L-精氨酸溶液后，再40～80℃條件下攪拌反應(yīng)16～30h，制得二氧化硅溶液；