本发明一种纳米多氮镝配合物的制备方法和应用，属于纳米材料、金属有机配合物与手性传感检测技术领域。
背景技术：
一个化合物的分子结构与其镜像相应的分子结构不能叠合的性质，称为手性，这两个立体异构体之间的关系，即称为对映异构体（enantiomers），简称对映体。手性是生命物质区别于非生命物质的重要标志，该性质与我们的日常生活息息相关，例如DNA和RNA的核糖和脱氧核糖均为D构型，而构成蛋白质的20种天然氨基酸，除甘氨酸例外均为L构型，所有生命化学均在手性环境中进行。当两个或多个对映体处于手性环境时，将显示出不同的化学性质和生物活性，将手性环境与对映体间选择性作用的现象叫手性识别。
手性对映体间的物理-化学性质除旋光性不同以外，其他均无区别，但手性化合物进入体内，其生理作用将由体内的大分子，如手性受体、酶、载体等之间严格的手性匹配和识别而实现，在许多情况下，手性对映体在生命体内的吸收、分布、代谢和排泄具有很大的差异，也就是说手性对映体在生命体内的活性、代谢过程、代谢速率及毒性等均存在显著的差异。手性对映体在生物体内显著差异的行为主要表现在:①两个对映体中可能只有一种对映体有生理活性，而另一种则无显著的生理活性; ②手性对映体的两种构型的生理活性不同；③对映体的一种构型主要具有生理活性，而另一种却产生严重的副作用；④两个对映体具有相同或相近的生理活性。
目前，手性化合物的生产以及应用比例日益增加，这就要求必须寻找有效、快捷并方便的检测和识别手性对映体的方法。近几年来，为了解决外消旋体药物所带来的一些问题，许多发达国家不断颁布有关手性药物开发的导向性指南或政策。在美国，手性药物的食品与医药管理局(FICA)要求申请者必须说明新药物中含有的手性成分、以及对映体各自的药理作用、临床效果和毒性，并尝试分离其中的立体异构体。加拿大、欧共体等也制定了相关的政策。因此，手性化合物的识别，对研究手性药物的合理准确地使用以及控制手性药物质量等问题具有重要的意义。
目前，手性识别的方法主要包括手性色谱和光谱。其中手性色谱方法已经被广泛用于分离分析手性化合物，但该法仪器成本高、分析时间长、操作繁琐，技术要求高，并难以实现原位和在线检测等。采用电化学技术手性检测对映体及其含量，发挥电化学检测制备简单、成本低、识别效率高等优点，具有重要的应用价值。
技术实现要素：
本发明的技术任务之一是为了弥补现有技术的不足，提供一种非手性纳米多氮镝配合物的制备方法，该方法所用原料成本低，制备工艺简单，反应能耗低，具有工业应用前景。
本发明的技术任务之二是提供该非手性纳米多氮镝配合物的用途，即将该配合物用于高效检测R(+)-α-甲基苄胺和S(-)-α-甲基苄胺对映体的含量，该手性检测仪器成本低、分析效率高、操作方便，操作技术要求低。
本发明的技术方案如下：
1. 一种纳米多氮镝配合物的制备方法，制备步骤如下：
将45.6mg Dy(NO3)3·6H2O和9.7mg 的配体H3L 与0.3-0.9mL的 N-甲基吡咯烷酮NMP共混，室温超声制得澄清溶液，在10-30s内滴加0.12-0.16mL、3mol/L的LiOH水溶液并振摇共混，制得多氮镝配合物DyL凝胶，该凝胶倒置仍无流动性；将DyL凝胶洗涤后，得到的固体粉末于40-50℃干燥过夜，制得纳米多氮镝配合物；产率为70-76%。
（1）所述H3L，构造式如下：
（2）所述H3L，制备步骤如下：
向13-15 mmol 的4-氨基苯甲酸中，在搅拌条件下，依次加入20mL、含15-17 mmol 氢氧化钠的水溶液和5mL、含3mmol 三聚氰氯的二氧六环溶液，加热回流10-12h，用盐酸调 pH 为2-3，减压抽滤，将滤出的固体用水洗涤三次，制得H3L，产率为85-88%；
（3）所述L，构造式如下：
（4）所述将DyL凝胶洗涤，步骤如下：
将DyL凝胶和4-10mL乙醇共混成均匀的混合液后离心分离，得到的固体粉末再分别用4-10mL乙醇洗涤2次；
（5）所述纳米多氮镝配合物，属3D多孔金属有机框架物，其化学式为{[Dy3L (H2O)6](NO3)6(NMP)17(H2O)5}；
（6）所述纳米多氮镝配合物，由粒径为30-50nm的纳米晶组成。
2.如上所述的制备方法制备的纳米多氮镝配合物，用于手性检测R(+)-α-甲基苄胺或S(-)-α-甲基苄胺对映体的含量；
所述手性检测R(+)-α-甲基苄胺或S(-)-α-甲基苄胺对映体的含量，步骤如下：
（1）在基底电极为玻碳电极的表面修饰多氮镝配合物，制备多氮镝配合物手性传感器的工作电极；
所述表面修饰多氮镝配合物，是在氧化铝粉末已抛光的玻碳电极表面滴涂6uL、的纳米多氮镝配合物溶液，室温晾干即可；
所述纳米多氮镝配合物溶液，是将3mg的纳米多氮镝配合物与0.25mL异丙醇和0.75mL水的共混超声15min制得；
（2）制备多氮镝配合物电化学手性传感器，检测R(+)-α-甲基苄胺或S(-)-α-甲基苄胺对映体的含量；
所述制备电化学手性传感器，是将参比电极、对电极和上述步骤（1）制备的工作电极连接在电化学工作站上，形成基于多氮镝配合物的电化学手性传感器，所述参比电极为饱和甘汞电极，对电极为铂丝电极；
所述检测R(+)-α-甲基苄胺或S(-)-α-甲基苄胺对映体的含量，是以pH 5.5含 0.1 mol·L-1 的KCl 作为支持电解质的 PBS 缓冲溶液作为底液，采用差分脉冲伏安法，分别测定不同浓度的R(+)-α-甲基苄胺或S(-)-α-甲基苄胺的电流值，绘制R(+)-α-甲基苄胺和S(-)-α-甲基苄胺分子的基于纳米多氮镝配合物传感器的工作曲线。
本发明的有益的技术效果：
（1）多氮镝配合物的制备方法简便，能耗低
金属有机配合物的制备通常采用溶剂热法，该方法是将金属盐、有机配体和水或其它溶剂密封在内衬聚四氟乙烯的不锈钢反应釜中，加热到一定温度(80-300℃)，因釜内压力可达到几百个大气压，导致许多化合物在超临界状态下溶解反应，维持一段时间后，缓慢降温，反应混合物结晶得到大小合适的规则性的晶体。其局限性在于制备时间较长，并需要高温高压步骤，对生产设备以及高能耗的挑战性等阻碍了该法在工业生产中的应用。本发明采用凝胶方法，仅通过原料共混，利用普通溶剂溶解度的差别，一步法、几分钟制得了纳米多氮镝配合物，过程简单，易于工业化。
（2）本发明提供了一种基于多氮镝配合物的电化学手性传感器，该传感器是将多氮镝配合物修饰在玻碳电极表面制得，制备方法简单、易操作。特别要指出的是该多氮镝配合物，并非手性材料，但因该材料纳米尺寸和分子中多氮原子的活性位点以及金属有机框架中多孔等的协同作用，使得该材料修饰的传感器成功检测R(+)-α-甲基苄胺和S(-)-α-甲基苄胺手性对映体的含量，并且具有快速响应、选择性好、灵敏度高等特点；该检测操作简单、省时。实验表明，该手性传感器对R(+)/S(-)-α-甲基苄胺检测范围为0.01-1.0×10-13g/mL。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述，但本发明的保护范围不仅局限于实施例，该领域专业人员对本发明技术方案所作的改变，均应属于本发明的保护范围内。
实施例1 制备H3L配体
向13 mmol 的4-氨基苯甲酸中，在搅拌条件下，依次加入20mL、含15 mmol 氢氧化钠的水溶液和5mL、含3mmol 三聚氰氯的二氧六环溶液，加热回流10 h，用盐酸调 pH 为2-3，减压抽滤，将滤出的固体用水洗涤三次，制得H3L，产率为85%。
实施例2 制备H3L配体
向15 mmol 的4-氨基苯甲酸中，在搅拌条件下，依次加入20mL、含17 mmol 氢氧化钠的水溶液和5mL、含3mmol 三聚氰氯的二氧六环溶液，加热回流12h，用盐酸调 pH 为2-3，减压抽滤，将滤出的固体用水洗涤三次，制得H3L，产率为88%。
实施例3 制备H3L配体
向14 mmol 的4-氨基苯甲酸中，在搅拌条件下，依次加入20mL、含16 mmol 氢氧化钠的水溶液和5mL、含3mmol 三聚氰氯的二氧六环溶液，加热回流11 h，用盐酸调 pH 为2-3，减压抽滤，将滤出的固体用水洗涤三次，制得H3L，产率为86%。
实施例4
将实施例1-3制得的H3L配体，经1HNMR和12CNMR检测，其构造式如下：
实施例5制备纳米多氮镝配合物
将45.6mg Dy(NO3)3·6H2O和9.7mg 的配体H3L 与0.3 mL的 N-甲基吡咯烷酮NMP共混，室温超声制得澄清溶液，在10s内滴加0.12mL、3mol/L的LiOH水溶液并振摇共混，制得多氮镝配合物DyL凝胶，该凝胶倒置仍无流动性；将DyL凝胶洗涤后，得到的固体粉末于40℃干燥过夜，制得纳米多氮镝配合物，该纳米多氮镝配合物，属3D多孔金属有机框架物，其化学式为{[Dy3L (H2O)6](NO3)6(NMP)17(H2O)5}；由粒径为30-50nm的纳米晶组成。产率为70%。
实施例6制备纳米多氮镝配合物
将45.6mg Dy(NO3)3·6H2O和9.7mg 的配体H3L 与0.9mL的 N-甲基吡咯烷酮NMP共混，室温超声制得澄清溶液，在30s内滴加0.16mL、3mol/L的LiOH水溶液并振摇共混，制得多氮镝配合物DyL凝胶，该凝胶倒置仍无流动性；将DyL凝胶洗涤后，得到的固体粉末于50℃干燥过夜，制得纳米多氮镝配合物；该纳米多氮镝配合物，属3D多孔金属有机框架物，其化学式为{[Dy3L (H2O)6](NO3)6(NMP)17(H2O)5}；由粒径为30-50nm的纳米晶组成。产率为76%。
实施例7制备纳米多氮镝配合物
将45.6mg Dy(NO3)3·6H2O和9.7mg 的配体H3L 与0.6mL的 N-甲基吡咯烷酮NMP共混，室温超声制得澄清溶液，在10-30s内滴加0.14 mL、3mol/L的LiOH水溶液并振摇共混，制得多氮镝配合物DyL凝胶，该凝胶倒置仍无流动性；将DyL凝胶洗涤后，得到的固体粉末于45℃干燥过夜，制得纳米多氮镝配合物，该纳米多氮镝配合物，属3D多孔金属有机框架物，其化学式为{[Dy3L (H2O)6](NO3)6(NMP)17(H2O)5}；由粒径为30-50nm的纳米晶组成；产率为73%。
实施例8
实施例5或实施例6或实施例7制备的纳米多氮镝配合物，手性检测R(+)-α-甲基苄胺或S(-)-α-甲基苄胺对映体的含量；
（1）制备多氮镝配合物手性传感器工作电极
将玻碳电极用 1.0、 0.3、 0.05μm 的三氧化二铝抛光粉抛光处理， 乙醇超声清洗，再用超纯水冲洗干净，晾干；在玻碳电极表面滴涂6uL的纳米多氮镝配合物溶液，室温晾干，制得多氮镝配合物手性传感器的工作电极；
所述纳米多氮镝配合物溶液，是将3mg的纳米多氮镝配合物与0.25mL异丙醇和0.75 mL水的共混超声15min制得；
（2）制备多氮镝配合物电化学手性传感器
将参比电极、对电极和上述步骤（1）制备的工作电极连接在电化学工作站上，形成基于多氮镝配合物的电化学手性传感器，所述参比电极为饱和甘汞电极，对电极为铂丝电极；
（3）检测R(+)-α-甲基苄胺或S(-)-α-甲基苄胺对映体的含量
以10mL、pH为5.5含 0.1 mol·L-1 KCl的 PBS 缓冲溶液作为底液，在底液中分别连续加入10uL、含0.5mg·mL-1的R(+)-α-甲基苄胺或S(-)-α-甲基苄胺pH为5.5的PBS缓冲溶液，采用差分脉冲伏安法，测定不同浓度的R(+)-α-甲基苄胺或S(-)-α-甲基苄胺的电流值，绘制R(+)-α-甲基苄胺和S(-)-α-甲基苄胺分子的工作曲线；
测定结果表明，R(+)-α-甲基苄胺和S(-)-α-甲基苄胺在0.01-1.0×10-13g/mL范围内成线性关系，该手性传感器对R(+)/S(-)-α-甲基苄胺检测限为0.1×10-11g/L。