一种自组装型荧光化学传感器制造技术

一种自组装型荧光化学传感器，包括对叔丁基硫杂杯［４］芳烃、苝、聚乙二醇辛基苯基醚和水，其含量以重量百分比计为：对叔丁基硫杂杯［４］芳烃０．１２～０．２４ｗｔ％，苝０．０４～０．０８ｗｔ％，聚乙二醇辛基苯基醚３．６～５．４ｗｔ％，水９４．２８～９６．２４ｗｔ％。制备方法为：向烧杯中分别加入重量百分比为０．０４～０．０８ｗｔ％的苝和重量百分比为０．１２～０．２４ｗｔ％的对叔丁基硫杂杯［４］芳烃，然后加入重量百分比为３．６～５．４ｗｔ％的聚乙二醇辛基苯基醚，在４５℃条件下搅拌２小时，然后向烧杯中加入９４．２８～９６．２４ｗｔ％的水，搅拌１小时，即制得自组装型荧光化学传感器。本发明专利技术制备方法简单且可用于水中铜离子选择性检测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术 涉及一种自组装型荧光化学传感器。
技术介绍
荧光化学传感器检测技术起源于二十世纪八十年代，由于其具有快速、高效、低 耗、无需参比、能实现远程控制等特点，目前已被广泛应用于化学、环境、生物等领域的金属 离子和有机分子检测。荧光化学传感器一般是指非生物属性的，能可逆结合被检测物质，并 同时通过荧光信号给以指示的化合物或材料。通常，荧光化学传感器包括两个必备单元，一 个是能选择性结合被检测物质的识别单元，另一个则是对识别产生荧光指示的荧光信号单 元。两个必备单元可以合二为一，也即该单元既能选择性结合被检测物质又能发出荧光信 号，也可以通过连接基用化学键方式或以其他物理方法加以连接。荧光化学传感器检测性 能优劣与否依赖于识别单元和荧光信号单元两者性能的发挥，它既要求识别单元能高效并 选择性地识别被检测物，同时又要求荧光信号单元能及时地对识别过程给出可分辨的信号 指示，这实质上体现的是两个单元的协同作用。因此，如何进行有效设计，提高两个必备单 元的协同作用效果，是荧光化学传感器设计制备的关键问题。目前，文献报道的荧光化学传 感器中将识别单元和荧光信号单元合二为一的范例较少，这主要是由于具有选择性识别能 力的荧光物质并不多见。报道更多的则是采用将识别单元和荧光信号单元用化学键连接的 方式来获得荧光化学传感器，如中国专利CN1237050C公开了一种检测金属离子的荧光化 学传感器分子的制备方法，即以吡啶衍生物和所接哌嗪基为识别单元(哌嗪基也起到连接 基的作用)，以4-胺基萘酰亚胺基团为荧光信号单元，通过化学键连接制得重金属离子荧 光化学传感器；中国专利CN101261268A公开了一种检测中性阴离子的荧光化学传感器，它 是在胆酸分子骨架上，将硫脲或脲基识别单元和稠环芳烃荧光信号单元用化学键直接连接 制得荧光化学传感器。而采用化学键连接识别单元和荧光信号单元的方法制备荧光化学传 感器往往需要大量的化学合成工作，并且这种化学键连接也会一定程度上影响到识别单元 对被检测物的结合性能以及两个单元之间的协同作用。因此，设计结构简单、易于制备的高 性能荧光化学传感器是本专利技术的主要目标。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了提供一种制备方法简单的用于水中铜离子选择性检测的自 组装型荧光化学传感器。本专利技术所说的一种自组装型荧光化学传感器是以对叔丁基硫杂杯芳烃为金 属离子识别单元，以茈为荧光信号单元，以聚乙二醇辛基苯基醚为表面活性剂，通过表面活 性剂分子的胶束自组装作用制成荧光化学传感器。本专利技术提供的一种自组装型荧光化学传感器，包括对叔丁基硫杂杯芳烃、 茈、聚乙二醇辛基苯基醚和水，其含量以重量百分比计为对叔丁基硫杂杯芳烃 0. 12 0. 24wt %，茈0. 04 0. 08wt %，聚乙二醇辛基苯基醚3. 6 5. 4wt %，水94. 28 96. 24wt%0其制备方法为向烧杯中分别加入重量百分比为0. 04 0. 08wt%的茈和重量百分比为0. 12 0. 24wt%的对叔丁基硫杂杯芳烃，然后加入重量百分比为3. 6 5. 4wt%的聚乙二醇 辛基苯基醚，在45°C条件下搅拌2小时，然后向烧杯中加入94. 28 96. 24wt%的水，搅拌 1小时，即制得自组装型荧光化学传感器。本专利技术中选用聚乙二醇辛基苯基醚为表面活性剂。聚乙二醇辛基苯基醚是一种非 离子型表面活性剂，对金属离子的结合能力较弱，并且具有较好的胶束自组装特性。本专利技术 选取对叔丁基硫杂杯芳烃为识别单元。对叔丁基硫杂杯芳烃由四个对叔丁基苯酚 单元通过桥联硫原子在酚羟基邻位连接而构成，被认为是第三代超分子受体化合物。对叔 丁基硫杂杯芳烃可借助其分子下沿的桥联硫原子与酚羟基氧原子的协同配位作用选 择性地结合金属离子。另外，由于对叔丁基硫杂杯芳烃分子上沿为叔丁基苯环，疏水性 较强，而其分子下沿为酚羟基和硫原子，亲水性强，因而对叔 丁基硫杂杯芳烃具有两亲 性质，从而处于胶束的聚乙二醇辛基苯基醚分子层中。其分子下沿的酚羟基和硫原子朝向 胶束外测的水相，能较好地结合金属离子，而其分子上沿的叔丁基苯环部分朝向胶束内测 的疏水相，能与胶束内部进行信息交换。本专利技术选取茈为荧光信号单元，由于茈疏水性较 强，因而处在胶束内部疏水相中。又由于茈的荧光发射波长相对较长，能够避开对叔丁基硫 杂杯芳烃在波长300nm左右的光谱带吸收。在用本专利技术进行金属离子检测时，当其识别单元分子下沿检测到胶束外部的金属 离子，可通过其分子上沿与胶束内部的交换作用引起胶束内电子转移或能量转移，使胶束 内部荧光信号单元茈的荧光发射发生变化，从而对金属离子检测给出信号指示。本专利技术的优点为制备方法简单，无需大量的化学合成工作，并且对水中的铜离子 具有较好的选择性检测能力，如实施例1所制得的荧光化学传感器，在多种金属离子如 Cu2+、Pb2+、Cd2+、Zn2+、Mg2+、K+等中，唯独对Cu2+表现出较强的荧光减弱识别。附图说明图1是加入不同浓度Cu2+离子的荧光光谱图，其纵坐标I为荧光强度，横坐标Em/ nm为发射波长；图2是加入不同浓度Pb2+离子的荧光光谱图；图3是加入不同浓度Cd2+离子的荧光光谱图；图4是加入不同浓度Zn2+离子的荧光光谱图；图5是加入不同浓度Mg2+离子的荧光光谱图；图6中三条曲线分别为未加金属离子，加入Pb2+、Cd2+、Zn2+、Mg2+四种金属离 子，加入Cu2+、Pb2+、Cd2+、Zn2+、Mg2+五种金属离子的荧光光谱图，其中金属离子浓度都为 3. 6Xl(T7mol · L-1 ；图7为本专利技术的胶束剖面结构示意图。从图7中可以看出，对叔丁基硫杂杯 芳烃处于胶束的表面活性剂分子层中，茈处于胶束内部，胶束外部为水相。具体实施例方式实施例1:一种自组装型荧光化学传感器，包括对叔丁基硫杂杯芳烃、茈、聚乙二醇辛基 苯基醚和水，其含量为对叔丁基硫杂杯芳烃1.2g，茈0. 4g，聚乙二醇辛基苯基醚36g， 水962. 4g。其制备方法为向烧杯中分别加入0. 4g的茈和1. 2g的对叔丁基硫杂杯 芳烃，然后加入36g聚乙二醇辛基苯基醚，在45°C条件下搅拌2小时，然后向烧杯中加入 962. 4g的水，搅拌1小时，即制得自组装型荧光化学传感器1000g。图1 6 都为实施例1所制得的荧光化学传感器对金属离子的检测效果图。从图 1中看出，随着Cu2+离子浓度的升高，荧光光谱在450nm和475nm处的荧光发射峰强度逐步 减弱，说明该荧光化学传感器对Cu2+离子具有较好的检测效果；图2 5中分别可以看出， 荧光光谱在450nm和475nm处的荧光发射峰强度没有随着Pb2+、Cd2+、Zn2+、Mg2+离子浓度的 增加而发生明显变化，这说明该荧光化学传感器对这四种金属离子没有检测效果；图6中， 同时加入Pb2+、Cd2+、Zn2+、Mg2+四种金属离子未使荧光光谱发生明显变化，而在加入Cu2+离 子后，荧光光谱在450nm和475nm处的荧光发射峰即发生了明显的减弱，这说明该荧光化学 传感器对Cu2+离子具有较好的选择性检测能力。实施例2一种自组装型荧光化学传感器，包括对叔丁基硫杂杯芳烃、茈、聚乙二醇辛基 苯基醚和水，其含量为对叔丁基硫杂杯芳烃1. 8g，茈0. 6g，聚乙二醇本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自组装型荧光化学传感器，其特征是：一种自组装型荧光化学传感器通过表面活性剂的胶束自组装作用制成，它以对叔丁基硫杂杯［４］芳烃为金属离子识别单元，以苝为荧光信号单元，以聚乙二醇辛基苯基醚为表面活性剂；该自组装荧光化学传感器包括对叔丁基硫杂杯［４］芳烃、苝、聚乙二醇辛基苯基醚和水，其含量以重量百分比计为：对叔丁基硫杂杯［４］芳烃０．１２～０．２４ｗｔ％，苝０．０４～０．０８ｗｔ％，聚乙二醇辛基苯基醚３．６～５．４ｗｔ％，水９４．２８～９６．２４ｗｔ％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡晓钧，李聪明，李玉双，
申请(专利权)人：沈阳大学，
类型：发明
国别省市：89[]