稀土配合物的合成及其作为荧光探针的应用研究进展
摘要：稀土配合物具有长的荧光发射寿命、色纯度高、半峰宽窄以及发光量子效率高等特点，使其在生物成像以及其他热门领域有着重要的应用。特别是在生物应用领域，稀土配合物长的荧光发射寿命可以有效克服生物体自发光以及光散射的影响，从而有效地进行生物成像或离子识别。本文综述了近年来基于稀土配合物的荧光探针用于阴离子识别、金属阳离子检测、pH识别以及生物成像方面的研究工作，并展望了这类荧光探针的应用前景与发展趋势。
关键词：稀土配合物； 荧光探针； 离子检测； 生物成像
一、文献综述
引言：
随着工业化尤其是电子产业的发展，大量含有Hg2 、Pb2 、Cd2 和Cr3 等重金属离子的污染物被排放到环境中，已经成为危害人类的一大难题。另外，人体中某些金属离子，如Fe3 、Zn2 、Cu2 、Co2 和Mn2 ，对于维持有机体的新陈代谢具有很重要的作用，这些离子的失衡会对人体的健康造成很大的威胁，往往导致各种严重的病变。阴离子物种在生物体内几乎是无所不在，如起到携带基因信息功能的DNA以及70％～75％酶作用物等物质都是阴离子。此外，硫酸根和醋酸根离子也常见于生化体系中，磷酸根离子在生命体的能量储存及生命信息传递方面起着重要作用，F-在神经毒气、饮用水分析等方面起着至关重要的作用。因此，设计合成具有高选择性、高灵敏度的离子受体，对这些阴阳离子的检测、富集和治理具有重要意义。荧光探针技术以其高灵敏度、极宽的动态响应时间以及使用方便等优点而备受研究工作者的关注。主要介绍了近年来稀土配合物荧光探针的合成以及其作为荧光探针在阴离子检测、金属离子检测、有机小分子检测等方面的研究进展[1]。
稀土配合物的合成
韩丽娟等人合成了一种镧系金属-有机框架Eu2(TDA)4(OOCCH3)2(H2O)2(简称Eu-TDA,TDA=2,5-噻吩二羧酸基，OOCCH3=冰醋酸基)，并对其在荧光传感器中的应用进行了研究。并对其在荧光检测中的应用进行探索。他们进行了相关荧光探测，检测结果表明Eu-TDA能够快速检测孔雀石绿和尿酸，具有较高的选择性和灵敏度[2]。
稀土配合物的发光特性
镧系元素MOF（Ln-MOF）因其镧系元素离子的独特发光性质而受到广泛关注，例如长寿命，特征性尖锐发射，较大的斯托克斯位移和在可见光及近红外区域的高色纯度，且具有较高的量子产率。通常情况下，Ln3 的4f-4f跃迁是Laporte禁阻的，因为4f轨道被填充的5s25p6电子核壳屏蔽，由于4f-4f跃迁的低吸收效率，Ln3 离子的直接光激发很少产生高度发光的材料，然而这个问题可以通过“天线效应”完美克服。镧系离子的这些特征发光性质与MOF的有趣拓扑结构的组合为开发具有特殊应用的发光材料开辟了可能性[3]。
根据这一特性，徐元燚利用水杨羟肟酸(H3shi)、氯化稀土(LnCl3)和硝酸稀土[Ln(NO3)3]进行反应，在相同的反应条件下采用乙醚扩散的方法得到配合物。发现配体和稀土离子的荧光会相互影响[4]。
稀土荧光探针在阴离子检测中的应用
在生活的工业、农业和许多生物过程中，阴离子是至关重要，这也使它们成为了环境污染物。因此，需要合成阴离子受体，并能够对环境中的阴离子进行检测。Gunnlaugsson等人设计了含有氢键受体的稀土金属阴离子的荧光探针，该探针对H2PO4－具有较好的选择识别能力[5]。
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