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稀土有机配合物的发光研究越来越广泛,原因在于稀土元素独特的电子结构决定了它具有一些特殊的发光性能。由于稀土有机配合物本身的光热稳定性较差,因此,各种稀土有机配合物有望被掺入到无机凝胶中,以获得高效、高强的有机-无机复合发光材料。具有优良光学性能的SiO2凝胶可以为各种发光活性物质提供良好的发光环境并使其固化。由于稀土有机配合物的热稳定性较差,故其掺杂过程要采用在低温下操作的软化学合成法,利用溶胶-凝胶法将稀土配合物引入各种基质中,所得材料兼具无机和有机材料的优点,同时又有优良的发光性能。稀土纳米光学(吸光和发光)探针由于独特的物理和光学性质及其在生物检测方面潜在的应用前景,已经越来越成为人们所关注的研究领域。目前已有的纳米光学探针由于在测定时易受Tyndall,Rayleigh和Raman散射光等的干扰,极大地限制了其在定量生化检测中的有效应用。因此探索制备新型的稀土纳米荧光探针就成为一项有价值的课题。目前已有报道采用反相微乳液法制备稀土配合物掺杂二氧化硅的纳米粒子,但只有很少-部分稀土能用于高灵敏生物检测。本文主要进行了以下几方面的研究:
1.以喹哪啶酸、吡啶-2,6-二羧酸等为原料合成了稀土配合物铕喹哪啶酸(Eu-qina)和铽(Ⅲ)吡啶-2,6-二羧酸(Tb-PDA),并采用IR、UV-vis、元素分析等测试手段证明配合物的形成和组成。采用溶胶-凝胶法分别将稀土配合物Eu-qina和Tb-PDA掺入SiO2基质中,得到Eu-qina/SiO2和Tb-PDA/SiO2(Si:Tb=16:1)的发光材料,并分别与溶液中合成的配合物Eu-qina和Tb-PDA的发光性能进行对比。
2.以二乙三胺五乙酸(DTPA)、3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTEOS)、正硅酸乙酯(TEOS)和三氯化铕(EuCl3)等为原料,采用油包水(W/O)的反相微乳液法,制得SiO2掺杂铕对氨基苯甲酸(Eu-pAB/SiO2)荧光纳米复合粒子和SiO2掺杂铕配合物荧光纳米粒子Eu-pAB-DTPAA-AP/SiO2。通过红外光谱和紫外光谱等证明荧光纳米粒子的形成,讨论配合物用量对形成的纳米粒子大小的影响。
3.将Eu-pAB-DTPAA-AP/SiO2配合物纳米粒子与罗丹明B做感光对比实验,结果表明纳米粒子对光的稳定性比较好。同时因荧光纳米粒子表面直接引入了氨基,使表面修饰更便捷,将修饰后Eu-pAB-DTPAA-AP/SiO2纳米粒子标记SA,发现标记SA的荧光纳米粒子具有较好的荧光。作为新型的荧光试剂,可应用于高灵敏生物检测技术。