基于金属有机骨架材料Tb3+ @UiO-67-bpydc的宽范围pH荧光传感器
2020-11-11吴舜华孙羽乘郭小峰
吴舜华,孙羽乘,郭小峰,王 红*
(武汉大学化学与分子科学学院,湖北武汉 430072)
pH值是工业生产、环境监测和生物医学诊断等领域的重要参数。例如,许多疾病如2型糖尿病[1]、中风[2]、癌症[3]等都会引起生物体内pH的轻微波动。因此,研发能够快速、准确检测pH值并监测其变化的化学传感器很有必要。与传统的pH检测方法如pH试纸法、NMR法和电化学方法相比[4-6],荧光检测法因其具有操作简便、灵敏度高、响应迅速、可连续动态监测等优点[7-9],近年来得到了研究人员的关注。但目前报道的pH荧光传感器,尤其是pH-MOF传感器存在着稳定性差、pH响应范围小、线性关系弱及不能重复使用等缺点,在实际应用中,可能需要多种检测方法协同进行才能实现对目标样品pH值的有效检测。因此,开发具备更优性能的pH荧光传感器有很强的实际意义。
金属有机骨架材料(MOFs)是由金属离子与可调控的有机配体,如胺类、磺酸盐、磷酸盐类等配位而成的有机-无机杂化多孔材料[10],因其具有孔隙率高、孔径可调、比表面积大、吸附能力强的特性,MOFs作为理想的光化学材料被广泛研究[11-15]。本工作中,我们选择了一种稳定的UiO型骨架UiO-67-bpydc(bpydc=2,2′-联吡啶-5,5′-二羧酸),采用合成后修饰法(PSM)将Tb3+包封到UiO-67-bpydc中,制备了新型pH传感器Tb3+@UiO-67-bpydc,如图1所示。该MOFs中联吡啶配体的质子化-去质子化可以改变Ln3+的天线效应,因此pH的变化应当可以引起Tb3+@UiO-67-bpydc上Ln3+的荧光强度变化[16]。正如所预期的那样,Tb3+@UiO-67-bpydc具有出色的化学稳定性和可重复使用性,且在2~9的宽pH范围内其荧光强度与pH值存在良好的线性关系,能够用于实际样品的pH值检测。……
