开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)
含硫醚键配体金属有机框架的制备及生物荧光传感
【选题目的】:
金属-有机骨架(Metal⁃Organic Frameworks, MOFs)是一种新型的多孔晶体材料,由于该材料比表面积大、孔隙率高、孔道多样性等特点,在气体吸附、催化、传感、载药等方面有巨大的应用前景。本实验通过水热法,以2, 2rsquo;-二硫代水杨酸为配体,1, 10-菲啰啉为辅助配体,制备了纳米级金属有机框架,利用金属有机骨架材料包埋荧光标记物,以及其与荧光标记核酸适体的相互作用,将制备的纳米级金属有机框架用于活性氧化物(Reactive Oxygen Species ,ROS)及核酸分子的荧光传感。
【研究内容及手段】:
以醋酸锌,2, 2rsquo;-二硫代水杨酸,1, 10-菲啰啉和荧光物质氯化罗丹明110在高温条件下合成金属-有机框架材料(MOF),将制备好的材料超声粉碎后,与荧光标记的核酸链适体吸附,荧光具有一定的猝灭现象。再向体系中加入目标核酸链,测量其荧光恢复情况。
包埋有罗丹明110的MOF材料本身具有一定的荧光,当其与过氧化氢相接触时,MOF材料的结构遭到破坏,释放出其中包埋的荧光素,体系的荧光强度会有一定强度升高。
在研究过程中,使用到的仪器主要有超声波细胞破碎仪,离心机,荧光分光光度计,透射电子显微镜,傅里叶红外光谱仪等。
【成果形式】:
荧光强度曲线图,TEM图,红外光谱图。
【工作进度】:
目前MOF材料合成已经实验完毕,荧光变化的情况几次实验结果不一致,后期会改进方法重新测试。同时也会继续摸索合成条件,拟合成出无需超声粉碎的微晶颗粒。
【文献综述】:
金属有机骨架化合物(Metal-Organic Frameworks,MOFs)是由金属离子与多齿有机配体桥联而成的多孔骨架材料,也叫做多孔配位聚合物(porous coordination polymers,PCPs)。其具有周期性无限网络结构,可自组装成复杂的一维、二维、 三维晶体。是传统多孔材料如沸石、活性炭之后的一类重要的新型多孔材料。
MOFs 具有明确的次级单元结构,微观原子排布规律性强。集合了传统多孔 材料(如沸石、活性炭)和有机高分子的优点,它具有定型孔道和巨大的比表面积,有机成分的存在使其结构柔韧,配体的多样性使其具有孔隙尺寸可调节, 孔道表面易功能化等优势,在吸附、分离、催化、荧光、磁性等诸多方面显示出 优良的物理和化学性能,在气体储存、化学分离、药物传递及生物传感等领域都具有潜在的应用价值,是目前化学、材料等领域的研究热点与前沿。
金属有机骨架化合物制备简单,通常采用一步法:金属离子和有机配体在一定条件下可自发联合成无限分子的有序体。中心金属离子几乎涵盖了所有过渡金属元素以及稀土金属、和部分主族金属元素,常用的有机连接配体含有O、N、S 等能提供孤对电子的原子,通常为刚性结构,如烟酸、吡啶、嘧啶等。传统的合成方法有扩散法、水热/溶剂热法。随着MOFs 研究应用范围的扩大,多种新型合成方法不断涌现,如离子液体热法、机械化学法、微波和超声辅助合成法。
