一种磷光材料及其制备方法和应用

本发明属于磷光材料，特别涉及一种磷光材料及其制备方法以及其在检测血清中抗坏血酸的应用。

背景技术：

1、抗坏血酸（aa）是人体必需的水溶性维生素。它作为一种强效抗氧化剂，可保护细胞免受氧化损伤，并作为胶原蛋白合成过程中不可或缺的辅因子，这对维持皮肤、血管和骨骼等结缔组织的健康至关重要。抗坏血酸还广泛参与药物代谢、免疫调节及多种酶促反应。体内抗坏血酸水平直接反映慢性消耗性疾病病情的严重程度。以癌症患者为例，其抗坏血酸（aa）浓度通常远低于健康个体，这不仅是因为癌症会加速aa的代谢与消耗，还因为肿瘤诱导的炎症反应进一步加剧了其耗竭。因此，精确测定癌症患者的aa水平对疾病进展评估及营养干预效果评价具有重要临床价值。

2、目前，液相色谱-质谱联用（lc-ms）是抗坏血酸检测的金标准。该技术结合了高效的色谱分离与特异性的质谱鉴定，具有良好的灵敏度和选择性。然而，其实际应用仍面临固有挑战。首先，抗坏血酸在化学性质上不稳定且易氧化，在样本采集和预处理过程中必须严格避免光照并保持低温环境，这显著增加了分析工作的复杂性。其次，在血液等复杂的生物基质中，共存成分（如蛋白质、色素）可能产生基质效应，影响目标物质的电离效率，从而降低定量分析的准确性。第三，液相色谱-质谱联用仪价格昂贵且维护成本高，限制了其在常规实验室中的广泛应用。因此，亟需开发一种适用于复杂生物样本的简便、准确且可靠的抗坏血酸检测方法，以满足相关疾病的临床监测需求。

3、光学传感技术因其具有高选择性、可视觉读取数据以及操作简便等特点，被广泛应用于生命科学、医学诊断和环境监测领域。在各类光学探针中，荧光（fl）探针研究最为深入，其优势包括响应迅速、支持多通道检测以及能够分析多种目标物。然而，传统荧光探针在生物样本中的灵敏度和信噪比（snr）显著降低，这主要源于血液和尿液等基质中大量大分子及小分子产生的强烈自发荧光和散射光。为消除此类干扰，需要采用复杂的预处理流程（例如：通常需要进行加热、过滤和沉淀等步骤。尽管这些步骤能够去除大颗粒或大分子，但对某些荧光小分子效果不佳，仍可能影响检测结果。相比之下，时间门控室温磷光（rtp）传感技术采用激发后的延迟检测模式，能有效抑制自发荧光和散射噪声，从而显著提升信噪比（snr）、灵敏度及测量稳定性。尽管存在这些优势，rtp传感仍面临两大主要挑战：(i)在水性介质中，磷光探针会通过非辐射性三重态激子失活作用被水和氧气强烈淬灭；（ii）三重态激子利用率低限制了其在痕量分析中的灵敏度。因此，开发高效、水稳定的磷光探针以实现对生物基质中抗坏血酸的直接精准检测，对于推动时间门控生物传感技术的发展至关重要。

技术实现思路

1、本发明通过配位刚性策略开发出了一种水稳定性优异且高效能的磷光材料。与传统rtp材料易受水和氧气严重失活的缺陷不同，强效的al3+-pma配位作用能有效固定配体结构、抑制非辐射衰减，并在水分散条件下延长rtp的磷光寿命。得益于这种卓越的水稳定性和aa的氧清除特性，所述磷光材料对aa表现出灵敏的“开启”响应特性，检测限低至66nm。更重要的是，所述磷光材料对复杂生物基质具有出色的抗干扰能力，可实现无需预处理的人血清中aa的直接定量分析，回收率良好且与lc-ms金标准结果高度吻合。

2、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种水稳定性优异且高效能的磷光材料及其制备方法和应用。

3、为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

4、本发明还提供了一种磷光材料的制备方法，包括如下：将硫酸铝水溶液与均苯四甲酸乙醇溶液混合，进行溶剂热反应，制得所述磷光材料。

5、在一些实施例中，硫酸铝与均苯四甲酸的摩尔比为4:1。

6、在一些实施例中，溶剂热反应温度为200℃，时间为300min。

7、在一些实施例中，硫酸铝水溶液的浓度为1mmol/ml，均苯四甲酸乙醇溶液的浓度为0.25mmol/ml。

8、本发明还提供了上述方法制备获得的磷光材料。所述磷光材料具有室温磷光特性和水稳定性，水溶液条件下磷光发射波长相对于无水条件发生红移，磷光寿命延长。

9、本发明还提供了上述磷光材料在制备用于检测抗坏血酸的试剂盒或传感器中的应用。

10、本发明还提供了一种用于检测抗坏血酸的试剂盒，所述试剂盒包含上述的磷光材料。

11、本发明还提供了一种非诊断目的的检测样品中抗坏血酸的方法，包括：将待测样品与上述的磷光材料接触，检测磷光强度变化，根据磷光强度与抗坏血酸浓度的正相关关系确定样品中抗坏血酸的含量。

12、在一些具体实施例中，所述待测样品为血清，无需预处理，抗坏血酸的检测限为66nm，线性范围为0.1-10µm。

13、本发明的有益效果在于：本发明将硫酸铝水溶液与均苯四甲酸乙醇溶液混合，进行溶剂热反应，制得了一种水稳定性优异且高效能的磷光材料。与传统rtp材料易受水和氧气严重失活的缺陷不同，本发明所述磷光材料通过强效的al3+-pma配位作用有效固定配体结构、抑制非辐射衰减，并在水分散条件下延长rtp的磷光寿命。得益于这种卓越的水稳定性和aa的氧清除特性，所述磷光材料对aa表现出灵敏的“开启”响应特性，检测限低至66nm。更重要的是，所述磷光材料对复杂生物基质具有出色的抗干扰能力，可实现无需预处理的人血清中aa的直接定量分析，回收率良好且与lc-ms金标准结果高度吻合。本发明为复杂临床样本中aa的灵敏检测提供了可行方案，为癌症患者疾病进展监测及即时检测与精准医疗领域应用开辟了新途径。

14、另外，本发明所述的制备方法工艺简单、条件温和、原料便宜易得、产率高、绿色环保，全程不涉及有毒有害溶剂、试剂，易于实现工业化放大生产。

1.一种磷光材料的制备方法，其特征在于，包括如下：将硫酸铝水溶液与均苯四甲酸乙醇溶液混合，进行溶剂热反应，制得所述磷光材料。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，硫酸铝与均苯四甲酸的摩尔比为4:1。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，溶剂热反应温度为200℃，时间为300min。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，硫酸铝水溶液的浓度为1mmol/ml，均苯四甲酸乙醇溶液的浓度为0.25mmol/ml。

5.权利要求1-4任一项所述方法制备获得的磷光材料。

6.权利要求5所述磷光材料在制备用于检测抗坏血酸的试剂盒或传感器中的应用。

7.一种用于检测抗坏血酸的试剂盒，其特征在于，所述试剂盒包含权利要求5所述的磷光材料。

8.一种非诊断目的的检测样品中抗坏血酸的方法，其特征在于，包括：将待测样品与权利要求5所述磷光材料接触，检测磷光强度变化，根据磷光强度与抗坏血酸浓度的正相关关系确定样品中抗坏血酸的含量。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述待测样品为血清，抗坏血酸的检测限为66nm，线性范围为0.1-10µm。