一种兼具电化学发光和类过氧化物酶活性双功能纳米复合材料的制备方法

本发明属于光电检测，涉及一种兼具电化学发光(ecl)和类过氧化物酶活性的共价有机框架包裹金纳米团簇(auncs@cof)复合材料的制备方法。

背景技术：

1、电化学发光法(ecl)是在化学发光基础上发展的一种分析方法，是一种电化学与化学发光相结合的技术，已广泛应用于体外生物传感检测，图像信号传导等领域。在已发展的发光体中，金纳米团簇(auncs)由于具有良好的生物相容性、优越的催化活性和独特的光物理性质成为一种很有前途的发光材料。但auncs的ecl效率相对较低。近年来，科研工作者从配体效应、价态调节和聚集诱导发光(aie)等方面对如何提高auncs的ecl效率进行了细致的研究。研究发现：刚性小分子配体功能化的auncs在水溶液里有微弱的ecl信号，而通过干燥使其聚集在电极上后，ecl信号增强了1200倍，显著增强了auncs的ecl发光效率。

2、然而，直接将auncs修饰在电极上可能产生自猝灭效应。因此，引入比表面积大的材料作为载体制备auncs基复合材料被认为是一种有效的方案。已有文献报道引入多孔结构的金属有机框架(mof)，制备mof包裹的auncs(auncs@mof)。其中，mof的多孔结构使auncs具有良好的空间分布，从而降低了自猝灭效应。然而mof在水溶液中的稳定性较差，影响了其在传感应用中的进一步发展。与mof材料相比，共价有机框架(cof)作为一种新兴的多孔晶体材料，具有优异的理化性质，如低的晶体密度、高的孔隙率、大的比表面积、可调的孔径和良好的结构稳定性，这使它们成为气体储存、催化、分离、传感、药物传递等方面的理想材料。目前，利用cof作为载体制备ecl复合材料并基于此构建相关传感器的研究尚处于起步阶段。

3、此外，目前已发展的ecl传感器大多是基于单方法传感模式，尽管很多工作都取得了比较优异的分析性能，但利用该方法获取的单信号有时会受到环境因素干扰，出现假阳性或假阴性现象，在一定程度上影响了分析的准确性。因此，科研工作者提出一种双模传感技术，即通过将ecl与其他检测方法相结合构建传感器，实现优势互补和相互验证，以达到提高分析可靠性和准确性的目的。现阶段已报道的基于ecl的双模传感器包括ecl/比色法、ecl/电化学法和ecl/荧光法等。相比于其他双模传感器，ecl/比色双模传感法具有灵敏度高、背景信号低、操作简单和可视化分析等优势。其中，比色法可以通过纳米材料自身聚集产生颜色变化，或利用纳米材料的类酶催化活性催化底物生成有色产物来实现。然而，无论哪种方式，均需要另外引入ecl发光体来获取ecl信号。因此，制备一种同时具有ecl和类酶催化活性的双功能纳米材料，有利于简化传感器的构建过程。

技术实现思路

1、针对现有auncs直接修饰在传感界面存在自猝灭的问题，本发明提供了一种auncs@cof双功能复合材料的制备方法。该方法引入具有大比表面积和多孔结构的cof作为auncs的载体，制备了一种兼具ecl和类过氧化物酶活性的双功能复合材料；所制备的材料发光稳定，类过氧化物酶活性高，通过引入相应的适配体可实现重金属离子的检测。

2、本发明的上述技术问题是通过以下技术方案得以实施的：一种兼具ecl和类过氧化物酶活性的auncs@cof复合材料的制备方法，其具体步骤如下：

3、(1)将1,3,5-三(4-氨苯基)苯和2,5-二乙烯基-1,4-苯二甲醛混合后，加入乙腈溶剂，超声至完全溶解，得到混合溶液，记为溶液a；

4、(2)然后，将醋酸溶液加入步骤(1)中的溶液a中，震荡混合均匀，得到的混合溶液记为溶液b；

5、(3)将步骤(2)中的溶液b在一定温度下静置反应一段时间后，离心，收集黄色沉淀物，并分别用四氢呋喃和乙醇洗涤数次，得到洗涤后的产物；

6、(4)将步骤(3)中洗涤后的产物，在一定温度下干燥一段时间，得到黄色粉末；

7、(5)称取步骤(4)所得黄色粉末与氢氧化钠、6-氮杂-2-硫代胸腺嘧啶混合，加入超纯水超声溶解后搅拌，得到的混合溶液记为溶液c；

8、(6)称取氯金酸三水合物(haucl4·3h2o)溶于超纯水中，然后再加入步骤(5)中的溶液c中，在室温下避光搅拌，得到的混合溶液记为溶液d；

9、(7)将步骤(6)的溶液d通过离心收集黄色沉淀物，并用水、乙醇、水分别进行离心洗涤，得到洗涤后的产物；

10、(8)最后将洗涤后的产物在一定温度下干燥一段时间，得到黄色粉末，即为auncs@cof复合材料。

11、优选的，所述步骤(1)中，所述1,3,5-三(4-氨苯基)苯、2,5-二乙烯基-1,4-苯二甲醛、乙腈的用量关系为0.15g：0.172g：5ml。

12、优选的，所述步骤(2)中，hac的浓度为12m，其与溶液a中乙腈的体积比为0.7:5。

13、优选的，所述步骤(3)中，一定温度为室温，静置反应时间为12-48h。

14、优选的，所述步骤(4)中，一定温度为75℃，干燥时间为12-24h。

15、优选的，所述步骤(5)中，黄色粉末、氢氧化钠、6-氮杂-2-硫代胸腺嘧啶和超纯水的用量关系为0.10g：0.12g：0.1718g：15ml。

16、优选的，所述步骤(5)中，搅拌反应时间为2-12h。

17、优选的，所述步骤(6)中，haucl4·3h2o、超纯水与溶液c中黄色粉末的用量关系为0.15g：15ml：0.1g。

18、优选的，所述步骤(6)中，避光搅拌的时间为2-8h。

19、优选的，所述步骤(7)中，离心的转速均为8000r·min-1，时间为10-15min。

20、优选的，所述步骤(8)中，一定温度为60℃，干燥的时间为20-24h。

21、本发明的有益效果

22、(1)本发明cof的多孔和大比表面积使auncs具有良好的空间分布，降低了auncs的自猝灭效应。

23、(2)本发明通过简单的一锅法合成cof，并利用att在cof内部还原氯金酸生成auncs，抑制了auncs配体的旋转和振动，减少非辐射跃迁，增强ecl信号

24、(3)本发明所制备的复合材料具有大的比表面积，降低auncs的无序堆积，增大与底物的接触面积，使auncs的类过氧化物酶活性增强。

技术特征：

1.一种兼具电化学发光和类过氧化物酶活性双功能纳米复合材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

2.根据权利要求1所述的一种兼具电化学发光和类过氧化物酶活性双功能纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述1,3,5-三(4-氨苯基)苯、2,5-二乙烯基-1,4-苯二甲醛、乙腈的用量关系为0.15g：0.172g：5ml。

3.根据权利要求1所述的一种兼具电化学发光和类过氧化物酶活性双功能纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，醋酸溶液的浓度为12m，其与溶液a中乙腈的体积比为0.7:5。

4.根据权利要求1所述的一种兼具电化学发光和类过氧化物酶活性双功能纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，一定温度为室温，静置反应时间为12-48h。

5.根据权利要求1所述的一种兼具电化学发光和类过氧化物酶活性双功能纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，一定温度为75℃，干燥时间为12-24h。

6.根据权利要求1所述的一种兼具电化学发光和类过氧化物酶活性双功能纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，黄色粉末、氢氧化钠、6-氮杂-2-硫代胸腺嘧啶和超纯水的用量关系为0.10g：0.12g：0.1718g：15ml。

7.根据权利要求1所述的一种兼具电化学发光和类过氧化物酶活性双功能纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，搅拌反应时间为2-12h。

8.根据权利要求1所述的一种兼具电化学发光和类过氧化物酶活性双功能纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(6)中，haucl4·3h2o、超纯水与溶液c中黄色粉末的用量关系为0.15g：15ml：0.1g；避光搅拌的时间为2-8h。

9.根据权利要求1所述的一种兼具电化学发光和类过氧化物酶活性双功能纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(7)中，离心的转速均为8000r·min-1，时间为10-15min。

10.根据权利要求1所述的一种兼具电化学发光和类过氧化物酶活性双功能纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(8)中，一定温度为60℃，干燥的时间为20-24h。

技术总结
本发明属于光电检测技术领域，具体涉及一种兼具电化学发光和类过氧化物酶活性的共价有机框架包裹的金纳米团簇复合材料的制备方法；本发明引入具有大比表面积和多孔结构的共价有机框架作为载体，得到兼具ECL和类过氧化物酶活性的双功能复合材料；利用氯金酸在COF内部还原氯金酸生成AuNCs，使AuNCs具有良好的空间分布，降低了AuNCs的自猝灭效应；此外，COF的大比表面积增大了AuNCs与底物的接触面积，提升了AuNCs的类过氧化物酶活性。所制备的的金纳米团簇复合材料发光稳定，类过氧化物酶活性高，具有广阔的应用前景。

技术研发人员：李丽波,赵万林,刘晓红,罗莉君,由天艳
受保护的技术使用者：江苏大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12