本发明专利技术涉及一种含水率检测荧光探针及应用其的装置。所述荧光探针如下述式I所示，可作为检测水的指示剂使用。本发明专利技术还提供了一种含有所述荧光探针的装置，所述装置含有吸入式金属探针(1)、信号放大模块(2)、电流/电压转换模块(3)、LCD显示屏(4)、恒电势仪(5)、键盘(6)、存储模块(7)、数模‑模数转换模块(8)、电化学传感模块(9)和微处理器(10)。所述装置具有便于携带，检测灵敏度高的优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及荧光探测领域，具体而言，本专利技术涉及一种水分子检测荧光探针及使用其的检测装置。
技术介绍
在许多工业生产领域如冶金行业、食品加工行业、纺织行业、制药行业等，需要对物料的含水率进行精确地测量以及监控，以保证产品的质量，降低生产成本，为此，各种不同类型的含水率在线检测技术得以推广应用。目前，含水率测试方式非常多，但大多含水率数据的不准确，从而达不到预期效果。林火是影响生态平衡的重要因子，是人类活动与森林内众多因素综合作用的结果。森林中的可燃物决定了林火的发生以及蔓延，其理化性质、质量分布、结构状态和尺寸大小等直接影响林火的发展。森林火灾的预测预报是对森林可燃物燃烧危险性进行的一项预测，结合了气象要素、地形因子、可燃物类型、可燃物干湿程度以及火源因子等进行综合分析。其中，可燃物含水率是与林火发生发展有着密切关系、同时决定了可燃物点燃难易程度的重要因子。因此在森林防火工作中，对可燃物含水率的预测就变的尤为重要可燃物含水率是林火行为中一个重要的参数，也可称为可燃物湿度。可燃物含水率直接影响着森林可燃物达到燃点的速度，以及在林火发生中，可燃物释放热量的多少；间接影响着林火的发生发展、蔓延速度以及火烧强度。此外，可燃物中的水分还具有冷却的效应，在林火发生时可以减少可燃物自身的热量。因此，在森林防火工作中，可以根据可燃物含水率来预测火险等级、估计火灾的发生和蔓延，同时还能预测林火发生过程中释放能量的大小和过火面积，从而为森林火灾扑救工作提供理论和技术支持。所以，对森林可燃物含水率的预测研究是现代林火管理中最基本同时又是最重要的工作，具有重要的现实意义。目前尚未有成熟的能直接而准确测量森林可燃物含水率的技术方法，只有一些常用的间接方法，如平衡含水率与时滞法、气象要素回归法等。这些方法中的可燃物含水率预报因子一般来自于气象台(站)数据或者人工实地测取。但是这些数据存在范围过大等问题，不能真实反映森林内小尺度空间的实际环境。另外，还存在含水率测定工作耗时长、耗费高的问题，导致了森林可燃物含水率和火险预测存在时间滞后，从而降低了预测结果的实用性。所以，研制出一种森林可燃物含水率检测方法及仪器对当前我国森林防火工作来说至关重要。
技术实现思路
针对上述需求，本专利技术提供了一种含水率检测荧光探针及应用其的装置。本专利技术的目的之一是提供了一种可检测水的荧光探针。本专利技术的另一目的是提供了一种可检测水的装置。本专利技术的另一目的是提供了一种荧光探针用于检测水分子的用途。本专利技术的目的是通过下列方法实现的：一种含水率检测荧光探针，其以下式表示：所述荧光探针的晶体学数据如下所示：单斜晶系，空间群P21/n，a＝2.10561nm，b＝1.81242nm，c＝2.70546nm，α＝γ＝90°，β＝100.9005°，Z＝4，V＝10.0156nm3。一种含水率检测装置，其包括：吸入式金属探针1、信号放大模块2、电流/电压转换模块3、LCD显示屏4、恒电势仪5、键盘6、存储模块7、数模-模数转换模块8、电化学传感模块9和微处理器10。其中，微处理器10与LCD显示器4、键盘6和数模-模数转换模块8分别连接；吸入式金属探针1与电化学传感模块9连接，电流/电压转换模块3和恒电势仪5分别连接；电化学传感模块9与信号放大模块2连接，信号放大模块2与电流/电压转换模块3相连接；电化学传感模块9中含有激发光源和式I所示荧光探针；存储模块7与微处理器10相连。其中，恒电势仪5保证电化学传感模块9的电位恒定；电流/电压转换模块3将电化学传感模块9的输出电流换成电压，数模-模数转换模块8电压转换成数字量后传输给微处理器10。式I所述的荧光探针可用于检测水分子。本专利技术所述的荧光探针对H2O的检测具有靶向性，该荧光探针与水分子结合之后，以410nm为激发光激发，可发出绿色光，当水的浓度增大，其荧光强度也逐渐增大。式I所述的荧光探针与H2O的作用机理尚不清楚，但两者的结合其可通过各种可能的化学键，包括共价键、离子键或者非共价键，诸如氢键、范德华力等以形成下述式II的复合物。以上是式I所述的荧光探针与水分子结合的一种可能结合模式，其中n为整数。如上所述，当n＝1时，是等当量结合的方式。如果式I所述的荧光探针结合更多分子的水，则产生高阶的产物。更高阶的结合可采另一模式，譬如1分子的水与2分子的式I所述的荧光探针结合。众所周知，由于分子间的氢键作用，水常以二聚体的形态存在；因此也可形成多聚体。水的这种特性也可能与上述主客体分子间的氢键协同，产生更多类型的超分子复合物，形成超分子聚集体(supra-molecular assemblies)。如此看来，水对式I所述的荧光探针的分子比，3比1、4比1、5比1等等均有存在和实现的可能。从化学结构看，上述种种复合物，因为包容了更多氢键的受体和供体，在形成氢键能力特别强大的水中，溶解度必然更好。当然，复合物越高阶，连接越松弛；而且过多的自由羟基将干扰生物平衡，所以追求太高阶的聚结体意义不大。以上推理，是从主客体分子间以氢键结合为出发点。倘若主客体分子的结合是通过其它类型的键，详情当有所不同，但导向复合物的研究方向，则同样强烈。针对上述需求，本专利技术提供了一种含水率，特别是新型森林地被可燃物含水率的自动监测系统。本监测系统所包含的主要部分为森林地被可燃物含水率监测仪，该监测仪电路结构简单、工作稳定可靠，具有监测精度高、监测速度快、实时自动记录并储存数据等优良性能，可广泛用于林业中的森林可燃物含水率的测量本专利技术中的可燃物含水率监测仪由吸入式金属探针1、信号放大模块2、电流/电压转换模块3、LCD显示屏4、恒电势仪5、键盘6、存储模块7、数模-模数转换模块8、电化学传感模块9和微处理器10组成。其中，微处理器10与LCD显示器4、键盘6和数模-模数转换模块8分别连接；电化学传感模块9与信号放大模块2连接，电流/电压转换模块3和恒电势仪5分别连接；电化学传感模块9与信号放大模块2连接，信号放大模块2与电流/电压转换模块3相连接；电化学传感模块9中含有激发光源和式I所示荧光探针；存储模块7与微处理器10相连。恒电势仪5保证电化学传感模块9的电位恒定；电流/电压转换模块3将电化学传感模块9的输出电流换成电压，数模-模数转换模块8电压转换成数字量后传输给微处理器10。在本专利技术中，采用吸入式金属探针1，方便插入含有地被可燃物的溶液中进行测量，数量为2个，其钢制探针裸露在外，探针尾部采用橡胶保护屏蔽罩，具有防水、防火等功能。该探针通过两根长度为2米的导线与信号放大模块2相连接。导线外部包裹具有防水、阻燃功能的保护软管。该探针的吸入液进入电化学传感模块9，与本专利技术荧光探针进行反应，并建立电流、荧光强度和可燃物含水率之间的函数关系。本专利技术中，采用了信号放大模块。该模块可有效地对电化学传感模块9进行放大，而后传入到电流/电压转换模块3中。在本专利技术中，微处理器10驱动数模-模数转换模块8输出电压，恒电势仪器保证其电压恒定。在本专利技术中，所选用的LCD显示屏采用了LG2401281芯片，该芯片内部有自带的专用液晶驱动控制模块和汉字库。在本专利技术中，所选用的存储模块7采用SD卡读写模块。对监测仪所测得的数据进行创建、写入、保存。在本专利技术本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种含水率检测荧光探针，其特征在于所述荧光探针以下式表示：
【技术特征摘要】
1.一种含水率检测荧光探针，其特征在于所述荧光探针以下式表示：2.根据权利要求1所述的荧光探针，其特征在于所述荧光探针的晶体学数据如下所示：单斜晶系，空间群P21/n，a＝2.10561nm，b＝1.81242nm，c＝2.70546nm，α＝γ＝90°，β＝100.9005°，Z＝4，V＝10.0156nm3。3.一种含水率检测装置，其特征在于包括：吸入式金属探针(1)、信号放大模块(2)、电流/电压转换模块(3)、LCD显示屏(4)、恒电势仪(5)、键盘(6)、存储模块(7)、数模-模数转换模块(8)、电化学传感模块(9)和微处理器(10)。4.根据权利要求3所述的含水率检测装置，其特征在于：微处理器(10)与LCD显示器(4)、键盘(6)和数模-模数转换模块(8)分别连接...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙龙，胡海清，
申请(专利权)人：东北林业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23
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