稀土铕-有机框架材料:新型多响应荧光探针

adfm201470168-gra-0001-m荧光探针可将分子间的作用关系转化为变化的荧光信号,因其灵敏度高、选择性好、响应时间短、可直接观察等优点,已经成为生物化学,材料科学,分析和环境化学等领域中不可或缺的工具。目前常用的荧光探针材料包括有机荧光素分子、无机荧光量子点、荧光高分子等。金属有机骨架(MOFs)材料作为多孔材料领域中的一个明星材料,已经在气体吸附与分离,催化等领域中展现出良好的应用前景,引起了科学工作者们广泛地关注和研究。利用不同的主客体之间相互作用,MOFs材料已经在分子识别、荧光探针方面崭露头角。然而,传统的MOFs材料应用于分子识别方面存在着两个主要缺点:(1)发光位置、颜色不固定;(2)可识别或探测的分析物种类单一。针对以上问题,最近中国科学院长春应用化学研究所张洪杰研究员课题组进行了深入而细致的研究,并取得了重要进展。相关结果发表在Advanced Functional Materials上

该研究团队采用稀土铕离子作为金属中心,构建了具有特征性红色发光信号的多孔金属有机骨架材料(EuMOF)。他们创新地提出了构建多响应荧光探针的策略,同时将两种不同的,利于与不同分析物在分子水平上相互作用、相互响应的信号传递媒介固定于EuMOF的框架上:i)利用铕离子更易于与羧基上氧原子配位的特性,使得配体中的吡啶环得以保留,作为一种信号传递媒介;ii)得到晶体材料后,利用单晶转变方法引入配位水分子作为另一种信号传递媒介。两种不同的信号传递媒介共同作用,极大地提升了该EuMOF材料的多响应荧光识别能力,它能有效识别有机溶剂丙酮分子,无机铜离子及氟离子,区分脂肪醇同系物及同分异构体,同时还具有检测气相的及水溶液中高爆炸性物三硝基苯酚能力。

该工作突出地展现了EuMOF材料作为荧光探针在污染物检测方面的潜在应用前景,而且其中提出的策略也有望促进具有更多方面、更高灵敏度及更好选择性的荧光探针的发展。