一种基于水溶性聚(9-氨基芴)的Fe³⁺荧光传感器的制备方法

专利名称：一种基于水溶性聚(9-氨基芴)的Fe³⁺荧光传感器的制备方法
技术领域：
本发明属于荧光分子传感器领域，涉及一种基于水溶性聚(9-氨基芴)的!^3+荧光传感器的制备方法。
背景技术：
分子识别是指主体分子(受体)与客体分子(底物)靠非共价键力的选择性结合并产生某种特定功能的过程。单纯的结合不是识别，识别是有目标的结合，是通过一系列结构确定的分子之间相互作用而组成的模式识别过程。分子识别是广泛存在的自然现象，尤其是在生命过程中，因此，分子识别起着极其重要的作用。分子识别作为分子之间发生的事件，人需要借助一定的技术手段才能感知伴随分子事件发生所产生的物理信号。荧光分子探针、荧光分子开关和荧光分子传感器是荧光分子识别中的重要概念。在信息传递过程中， 荧光分子受不同的环境如异构体互变、离子配位、氧化还原、能量转移、质子化、弱键形成与断裂等的刺激而发生荧光变化，从而实现荧光的开与关。分子荧光作为传感信号具有以下优点可达到单分子检测的高灵敏度；能够实现开关操作；可实现人与分子的通讯；对亚微粒具有可视的亚纳米空间分辨能力和亚毫秒时间分辨能力。荧光小分子在应用中往往容易脱落且与基材相溶性不好，如传统的聚合物染色工艺往往不能达到要求。相对荧光小分子而言，荧光高分子具有独特优势①生色团掺杂或以化学键结合在高分子中，不容易脱落；②生色团分布均勻，含量稳定，发光性能和光导性能良好。所以人们结合荧光小分子优异的发光性能和高分子良好的兼容性及其成膜性，将荧光小分子引入聚合物中来制备具有各种功能的发光高分子材料。因此，荧光高分子具有独特的光物理和光化学性质，已被用作光导树脂、荧光试剂、闪烁剂和光子富集器等，在荧光探针技术、荧光化学传感器、非线性光学装置、微电子等领域中有着广泛的应用前景。铁离子广泛分布在大自然中，是生物体系中最重要的一种元素，在很多生化过程中起着决定性作用。它是组成红细胞血红蛋白的必需元素，在储存和向组织运输氧时起着及其重要的作用。在大部分的有机体中，铁离子是必不可缺少的。铁离子在新陈代谢混乱中会导致贫血以及肝肾的损坏，最后导致癌症，肝硬化，关节炎，糖尿病或心率失调。而且铁离子在植物体的光合作用、呼吸作用、生物固氮、矿质元素的吸收与利用中也起着重要作用。由于铁离子在新陈代谢过程中和生物材料及其生物体中所起的重要作用，因此，发展具有高选择性和敏感性的铁离子传感材料成为一个重要的课题。铁离子测定的许多传统方法不仅仪器设备和培训成本昂贵、试剂消耗和浪费量大，而且繁琐的多步操作程序耗工耗时， 而离子选择传感器却能提供简单、快速、准确的检测。至今已经有很多基于小分子和聚合物对铁离子检测的荧光传感器，相对于小分子，基于聚合物的荧光传感器具有使用简单、信号放大、容易编织到仪器中等优势。然而此类聚合物只能用于在有机溶剂中检测，在实际应用中，许多无机物，有机小分子特别是天然的生物分子都是处于水溶液的环境中，因此，开发水溶性共扼聚合物检测材料己成为当务之急。

发明内容
本发明的目的是提供一种简单、灵敏、精确、成本低，可重复利用的基于水溶性聚 (9-氨基芴)的狗3+荧光传感器的制备方法。本发明的基于水溶性聚(9-氨基芴)的!^3+荧光传感器的制备方法，是以可商业获得的9-氨基芴与三氟化硼乙醚为原料，在三电极体系中1.25 V恒电位聚合30000s得到聚(9-氨基芴);然后将电极取出，用乙醚冲洗除去低聚物或杂离子，并把该聚合物从电极上刮下，用氨水浸泡去掺杂，最后烘干备用。本发明通过电化学方法将溶解在三氟化硼乙醚中的9-氨基芴一步电化学聚合得到聚(9-氨基芴)，该方法获得的聚合物具有合成成本低廉、工艺简单、操作简易，而且获得的聚合物能溶于水，荧光强度高。本发明提供了一种良好的!^3+检测工具，使用本方法制备的荧光分子传感器不仅能够成功检测狗3+，而且还具有灵敏度高(检测下限低可达5. OX 10_" M)、选择性强(能够区分Cr3+)、可逆性好(磷酸可以恢复其大部分荧光)等特点。本发明制备的基于水溶性荧光聚(9-氨基芴)的!^3+荧光分子传感器能用于废水， 湖水中的狗3+的监测。


图1为水溶性荧光聚(9-氨基芴)对不同浓度!^3+的荧光强度响应； 图2为水溶性荧光聚(9-氨基芴)对!^3+选择性识别。
具体实施例方式
一种基于水溶性聚(9-氨基芴)的1 3+荧光传感器的制备方法，包括以下步骤
1、电解质溶液的配制将0.08g的9-氨基芴加入到20ml的三氟化硼乙醚中，超声配置成电解质溶液；
2、聚(9-氨基芴)的合成采用三电极体系，使用面积分别为10cm2和12cm2的钼片作为工作电极和辅助电极，Ag/AgCl作为参比电极，在1.25 V恒电位聚合30000s，一步合成聚(9-氨基芴)；
3、聚(9-氨基芴)的预处理聚(9-氨基芴)电合成结束后，将电极从电解质溶液中取出，用乙醚冲洗，除掉部分低聚物或杂离子，然后把该聚合物从电极上刮下，用氨水浸泡三天去掺杂，最后过滤出聚(9-氨基芴)，并在60°C干燥备用；
4>Fe3+的荧光测定将聚(9-氨基芴)溶于水中，配置成3. 5 X ΙΟ"6 M水溶液，用酸调节 PH范围至2. 47-4. 9，最佳为pH=3. 5，向聚(9-氨基芴)水溶液中加入浓度5. OX 10_" M — 5. 17X 10_4 M的狗3+，Fe3+对其有良好的荧光淬灭效应。
水溶性荧光聚(9-氨基芴)对!^3+检测的性能评估制备的水溶性荧光聚(9-氨基芴) 对Fe3+有很强的选择性，而对Hg2+，Ba2+，Sn2+，Mn2+，K+，Pb2+，Ca2+，Ni2+，Al3+，Co2+，Fe2+， Sr2+，Zn2+, Cu2+，Mg2+，Cd2+无荧光淬灭效应，甚至是Cr3+也能很好区分开来。另外，制备的聚合物对狗3+还有很高的灵敏度。能检测狗3+下限到达5.0X10_" M。该分子荧光传感器具有很好的荧光可逆性，磷酸能够恢复狗3+体系的大部分淬灭的荧光强度。
权利要求
1.一种基于水溶性聚(9-氨基芴)的1 3+荧光传感器的制备方法，其特征在于它包括以下步骤(1)、电解质溶液的配制将0.08g的9-氨基芴加入到20ml的三氟化硼乙醚中，超声配置成电解质溶液；(2)、聚(9-氨基芴)的合成采用三电极体系，使用面积分别为10cm2和12cm2的钼片作为工作电极和辅助电极，Ag/AgCl作为参比电极，在1.25 V恒电位聚合30000s，一步合成聚(9-氨基芴)；(3)、聚(9-氨基芴)的预处理聚(9-氨基芴)电合成结束后，将电极从电解质溶液中取出，用乙醚冲洗，除掉部分低聚物或杂离子，然后把该聚合物从电极上刮下，用氨水浸泡三天去掺杂，最后过滤出聚(9-氨基芴)，并在60°C干燥备用；(4),Fe3+的荧光测定将聚(9-氨基芴)溶于水中，配置成3. 5 X ΙΟ"6 M水溶液，用酸调节PH范围至2. 47-4. 9，向聚(9-氨基芴)水溶液中加入浓度5.0 X 10_" M — 5. 17 X IO"4 M 的狗3+，狗3+对其有荧光淬灭效应。
2.根据权利要求1所述的基于水溶性聚(9-氨基芴)的!^3+荧光传感器的制备方法， 其特征在于所述聚(9-氨基芴)水溶液的pH=3. 5。
全文摘要
一种基于水溶性聚(9-氨基芴)的Fe3+荧光传感器的制备方法，该方法以可商业获得的9-氨基芴和三氟化硼乙醚为原料，通过恒电位聚合，在三电极体系中一步电合成聚(9-氨基芴)，获得的聚(9-氨基芴)经过预处理，得到的聚合物有较好的水溶性和良好的荧光特性。Fe3+对其有良好的荧光淬灭效应，能实现对Fe3+的高效，灵敏，特异、可逆性检测。本发明制备的Fe3+荧光传感器具有合成成本低廉、工艺简单、操作简便等优点，具有潜在应用价值和良好的应用前景。
文档编号G01N21/75GK102495046SQ20111040816
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月9日 优先权日2011年12月9日
发明者卢丽敏, 卢宝阳, 张革, 徐景坤, 文阳平 申请人:江西科技师范学院