本發(fā)明涉及一種鑭系絡(luò)合物的制備方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、類癌瘤(apud細(xì)胞瘤)是一類能產(chǎn)生多肽或肽類激素的腫瘤。這些腫瘤通過增加環(huán)腺苷單磷酸鹽的濃度并分泌具有強(qiáng)烈生理活性的血清素5-羥色胺(5-ht)發(fā)揮作用。5-ht代謝后主要在肝臟分解，產(chǎn)物5-羥基吲哚乙酸(5-hiaa)通過尿液排出，5-hiaa是5-ht的主要代謝產(chǎn)物，常在血漿、尿液和腦脊液中檢測(cè)到，其濃度異常通常指示類癌瘤的存在。此外，5-hiaa的濃度還與高血壓、偏頭痛和抽動(dòng)穢語(yǔ)綜合征等多種健康狀況相關(guān)。然而，傳統(tǒng)基于色譜的檢測(cè)技術(shù)需要昂貴的儀器和復(fù)雜的預(yù)處理，不僅耗時(shí)且產(chǎn)生有害環(huán)境影響的溶劑。因此，開發(fā)一種簡(jiǎn)單、快速、經(jīng)濟(jì)且環(huán)保的技術(shù)對(duì)于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)5-hiaa具有重要的臨床意義，能有效地幫助預(yù)防和早期診斷類癌瘤。

2、稀土配合物，作為生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域優(yōu)異的熒光發(fā)射體，擁有強(qiáng)吸光能力、高色純度、亮度和長(zhǎng)發(fā)光壽命等特性。已設(shè)計(jì)出多種可通過配體上的官能團(tuán)調(diào)整其作用的絡(luò)合物。然而，大多數(shù)稀土配合物的水溶性差并且在水中容易發(fā)光淬滅，通常需采用分散性差的懸濁液進(jìn)行，這限制了它們通過水溶液直接檢測(cè)5-hiaa的可能性?？紤]到水溶性稀土配合物在生物體液中檢測(cè)5-hiaa的潛在研究?jī)r(jià)值，設(shè)計(jì)一種可水溶、分散性好的探針顯得尤為重要。

3、配體的基團(tuán)通常包含親水性和疏水性組分，這影響其在水中的溶解性。另外配體還可以根據(jù)其反應(yīng)特性被分類為硬堿或軟堿。由于稀土離子是硬酸，它與含氧或氟的硬堿配體反應(yīng)較強(qiáng)，而與含硫或氮的軟堿配體則反應(yīng)較弱，導(dǎo)致這些配合物在水中的穩(wěn)定性較差。在水溶液中，水分子作為含氧配位體與稀土離子強(qiáng)烈結(jié)合，而軟堿配體則因作用力較弱無法替代水分子，從而導(dǎo)致配合物在水中易發(fā)生熒光淬滅。然而，在非水溶劑中這些配合物可正常發(fā)光。此外，一個(gè)主要的挑戰(zhàn)是如何在水中降低高頻o-h鍵振動(dòng)耦合，該現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致ln配合物的發(fā)光通過非輻射躍遷而減弱。因此，設(shè)計(jì)新的ln配合物需要采用適當(dāng)?shù)呐潴w，以屏蔽ln離子與o-h基團(tuán)的相互作用。盡管已開發(fā)了多種ln配合物，但很難同時(shí)實(shí)現(xiàn)良好的水溶性和優(yōu)異的發(fā)光性能。這表明開發(fā)具有高光學(xué)性能和水溶性的新型ln配合物是有必要的。有望成為一種有價(jià)值的熒光生物檢測(cè)工具。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決現(xiàn)有稀土配合物無法同時(shí)具備高光學(xué)性能和水溶性的問題，進(jìn)而提供一種具有多個(gè)氫鍵位點(diǎn)的水溶性高效發(fā)光鑭系絡(luò)合物的制備方法及其應(yīng)用。

2、一種具有多個(gè)氫鍵位點(diǎn)的水溶性高效發(fā)光鑭系絡(luò)合物的制備方法，它是按以下步驟進(jìn)行的：

3、一、將稀土鹽溶解于二甲基甲酰胺中，得到金屬鹽溶液；

4、所述的稀土鹽為eucl3·6h2o、tbcl3·6h2o、ybcl3·6h2o、ndcl3·6h2o或ercl3·6h2o；

5、二、將2,6-吡啶二羧酸溶解于二甲基甲酰胺中，得到2,6-h2dpa溶液；

6、三、將2,6-h2dpa溶液加入到金屬鹽溶液中，得到反應(yīng)體系，在攪拌條件下，將反應(yīng)體系加熱反應(yīng)，然后將產(chǎn)物減壓過濾、洗滌及干燥，得到烘干后的固體，向烘干后的固體中加入水，然后利用超聲波二維材料剝離器處理直至形成透明溶液，最后冷凍干燥，得到具有多個(gè)氫鍵位點(diǎn)的水溶性高效發(fā)光鑭系絡(luò)合物。

7、一種具有多個(gè)氫鍵位點(diǎn)的水溶性高效發(fā)光鑭系絡(luò)合物的應(yīng)用，它作為類癌標(biāo)記物5-hiaa的發(fā)光傳感器。

8、本發(fā)明的有益效果是：

9、本發(fā)明成功設(shè)計(jì)了一種水溶性鑭系配合物，以稀土鹽為eucl3·6h2o為例，所制備的具有多個(gè)氫鍵位點(diǎn)的水溶性高效發(fā)光鑭系絡(luò)合物eu-dpa，其在水中溶解度為14.03g/100g，且在水中高效發(fā)光(1g/l水溶液中量子效率達(dá)到93.08％，壽命為2.062ms)，將其作為熒光探針，實(shí)現(xiàn)了對(duì)水、血漿和尿液中類癌標(biāo)記物5-羥基吲哚乙酸(5-hiaa)的超靈敏、高選擇性的熒光檢測(cè)。eu-dpa的水溶性得益于與水分子間形成的氫鍵，這一點(diǎn)通過理論計(jì)算得到了證實(shí)。eu-dpa對(duì)5-hiaa表現(xiàn)出明顯的熒光淬滅現(xiàn)象，ftir吸收峰的偏移和1h?nmr滴定結(jié)果均證明eu-dpa與5-hiaa之間形成了分子間氫鍵。此外，dls動(dòng)態(tài)光散射的結(jié)果顯示，氫鍵增強(qiáng)了eu-dpa與5-hiaa之間的組裝效果，eu-dpa中未飽和的吡啶羧酸氧與5-hiaa中的羥基和氨基通過分子間氫鍵形成靜電相互作用，這些氫鍵充當(dāng)“橋梁”，在eu-dpa與5-hiaa之間形成了一個(gè)電荷傳輸通道。理論計(jì)算進(jìn)一步證實(shí)，可以形成多個(gè)分子間氫鍵，從而產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)。利用tas和tres技術(shù)，分析了能量轉(zhuǎn)移路徑，并驗(yàn)證了熒光淬滅機(jī)理主要為5-hiaa阻斷了從配體到稀土的能量轉(zhuǎn)移。此外，合成了其他可見光和近紅外區(qū)域發(fā)光的水溶性鑭系配合物，這些配合物在水中能夠完全溶解，同時(shí)保持了良好的發(fā)光強(qiáng)度。為了更好地實(shí)現(xiàn)實(shí)際生物體內(nèi)檢測(cè)的應(yīng)用，在尿液樣本中對(duì)5-hiaa進(jìn)行了測(cè)試，獲得了良好的檢測(cè)效果，檢測(cè)下限達(dá)到1.46μm。在實(shí)際樣本檢測(cè)中，該傳感器能夠明確區(qū)分健康人群和患病人群。本發(fā)明中開發(fā)的水溶性鑭系配合物和其多重氫鍵的聯(lián)動(dòng)作用為生物檢測(cè)領(lǐng)域的鑭系配合物熒光材料的開發(fā)提供了新的途徑，也為未來的生物體內(nèi)檢測(cè)及癌癥標(biāo)記物分析提供了重要的科學(xué)支持，對(duì)于生物醫(yī)學(xué)和臨床診斷等領(lǐng)域的應(yīng)用具有重要意義。

技術(shù)特征：

1.一種具有多個(gè)氫鍵位點(diǎn)的水溶性高效發(fā)光鑭系絡(luò)合物的制備方法，其特征在于它是按以下步驟進(jìn)行的：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有多個(gè)氫鍵位點(diǎn)的水溶性高效發(fā)光鑭系絡(luò)合物的制備方法，其特征在于步驟一中所述的金屬鹽溶液的濃度為0.06mol/l～0.07mol/l。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有多個(gè)氫鍵位點(diǎn)的水溶性高效發(fā)光鑭系絡(luò)合物的制備方法，其特征在于步驟二中所述的2,6-h2dpa溶液的濃度為0.1mol/l～0.3mol/l。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有多個(gè)氫鍵位點(diǎn)的水溶性高效發(fā)光鑭系絡(luò)合物的制備方法，其特征在于步驟三中所述的反應(yīng)體系中2,6-吡啶二羧酸的濃度為0.05mol/l～0.15mol/l；步驟三中所述的反應(yīng)體系中稀土鹽的濃度為0.02mol/l～0.04mol/l。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有多個(gè)氫鍵位點(diǎn)的水溶性高效發(fā)光鑭系絡(luò)合物的制備方法，其特征在于步驟三中在攪拌速度為2.5r/s～3.5r/s及反應(yīng)溫度為140℃～160℃的條件下，將反應(yīng)體系加熱反應(yīng)1h～1.5h。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有多個(gè)氫鍵位點(diǎn)的水溶性高效發(fā)光鑭系絡(luò)合物的制備方法，其特征在于步驟三中利用布氏漏斗將產(chǎn)物減壓過濾，然后利用乙醇洗滌，最后在溫度為70℃～100℃的條件下，干燥8h～10h。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有多個(gè)氫鍵位點(diǎn)的水溶性高效發(fā)光鑭系絡(luò)合物的制備方法，其特征在于步驟三中所述的烘干后的固體的質(zhì)量與水的體積比為1g:(3～5)ml。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有多個(gè)氫鍵位點(diǎn)的水溶性高效發(fā)光鑭系絡(luò)合物的制備方法，其特征在于步驟三中在常溫、功率為650w～750w及頻率為30khz～40khz的條件下，利用超聲波二維材料剝離器下處理3min～5min直至形成透明溶液。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有多個(gè)氫鍵位點(diǎn)的水溶性高效發(fā)光鑭系絡(luò)合物的制備方法，其特征在于步驟三中所述的冷凍干燥具體是在真空及干燥溫度為-20℃～-30℃的條件下，冷凍干燥10h～12h。

10.如權(quán)利要求1制備的一種具有多個(gè)氫鍵位點(diǎn)的水溶性高效發(fā)光鑭系絡(luò)合物的應(yīng)用，其特征在于它作為類癌標(biāo)記物5-hiaa的發(fā)光傳感器。

技術(shù)總結(jié)
一種具有多個(gè)氫鍵位點(diǎn)的水溶性高效發(fā)光鑭系絡(luò)合物的制備方法及其應(yīng)用，它涉及一種鑭系絡(luò)合物的制備方法及其應(yīng)用。本發(fā)明解決現(xiàn)有稀土配合物無法同時(shí)具備高光學(xué)性能和水溶性的問題。方法：一、將稀土鹽溶解于二甲基甲酰胺中，得到金屬鹽溶液；二、將2,6?吡啶二羧酸溶解于二甲基甲酰胺中，得到2,6?H<subgt;2</subgt;dpa溶液；三、將2,6?H<subgt;2</subgt;dpa溶液加入到金屬鹽溶液中加熱反應(yīng)，然后超聲波二維材料剝離器處理。應(yīng)用：它作為類癌標(biāo)記物5?HIAA的發(fā)光傳感器。本發(fā)明用于具有多個(gè)氫鍵位點(diǎn)的水溶性高效發(fā)光鑭系絡(luò)合物的制備及其應(yīng)用。

技術(shù)研發(fā)人員：趙麗娜,李玉鑫,馬雪冬,佟馨
受保護(hù)的技術(shù)使用者：黑龍江大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2