专利名称：一种荧光比色化学敏感材料及其合成方法和应用的制作方法
技术领域：
本发明属于有机化学和分析化学领域，尤其涉及一种荧光比色化学敏感材料及其合成方法和应用。
背景技术：
脂多糖(lipopolysaccharide)是一大型分子，由脂和多糖由共价键相连组成的。 当革兰氏阴性菌如大肠杆菌及肠沙门氏菌倍增或裂解时，即释放脂多糖。它是革兰氏阴性细菌外膜的主要组成部分，是一种强力细菌毒素，称作内毒素。革兰氏染色法是细菌学中广泛使用的一种鉴别染色法，1884年由丹麦医师Gram 创立。细菌经碱性染料结晶染色，再经碘液媒染后，用酒精脱色，在一定条件下有的细菌此色不被脱去，有的可被脱去，因此可把细菌分为两大类，前者叫做革兰氏阳性菌(G+)，后者为革兰氏阴性菌(G-)。为观察方便，脱色后再用一种红色染料如碱性蕃红等进行复染。阳性菌仍带紫色，阴性菌则被染上红色。革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌在化学组成和生理性质上有很多差别，染色反应不一样。染色时的条件要严格控制。此外，两类菌的细胞壁等对结晶紫-碘复合物的通透性也不一致，阳性菌透性小，故不易被脱色，阴性菌透性大，易脱色。所以脱色时间，脱色方法也应严格控制。光化学传感器是近几年来迅速发展起来的一个新的学科。它的出现与超分子科学诸如分子组装、主客体化学、氢键作用、疏水作用、光诱导电子转移过程以及分子内电荷转移等的研究进展密切相关。它的发展也和许多科学技术领域诸如生物化学、临床医学、药物化学以及环境科学中涉及的大量实际问题密切相关。由于上述的种种原因，有力地推动了光化学传感器的发展。按照其信号检测的不同，光化学传感器可分为荧光化学传感器、比色化学传感器和荧光比色化学传感器。荧光化学传感器(荧光探针)主要是依靠荧光信号为检测手段， 通常有荧光的增强，淬灭或者发光波长的变化；比色化学传感器则是借助于色调的变化，通过肉眼观察就可检测，实际应用方便；荧光比色化学传感器则是借助于荧光信号和吸收信号的同时变化来反映敏感材料和识别分子的作用过程。荧光传感器的检测过程是通过器件接受体部分对外来物种(包括阳离子、阴离子以及中性分子)进行选择性接纳，然后经过不同的机制如光诱导电子转移(PET)、能量转移(LMCT)、金属-配体电荷转移(MLCT)、分子内电荷转移(ICT)或分子间的激基络合物等，发生光学信号的变化，再通过器件的信号报告部分给出器件在接纳物种过程中的信息变化，通过分子的发光现象和吸收光谱的变化来探测分子间的相互作用。光化学传感器的优点可以概括为以下几个方面，(1)方便快捷，具有很高的灵敏度；(2)可以利用光纤技术实现单细胞的实时检测；(3)如果在吸收光谱上有比较大的变化，可以在不借助于任何仪器的情况下，直接通过颜色的变化来达到检测的目的。由于荧光化学传感器具有高选择性、高灵敏度、方便快捷、实时监测等特点，因此它们被广泛地应用于对一些生物分子的检测。但是，到目前为止，用于对脂多糖高灵敏检测的小分子荧光敏感材料还很少报道。现有的检测脂多糖的方法在实际应用中都存在一些问题，比如各种竞争的阴离子对测定的干扰，主体化合物在水中的溶解度较差，响应时间较长，检测限太高，仪器比较昂贵等等。因此，迫切需要发展一种高灵敏度、高选择性、成本低廉的化学传感器来识别脂多糖。
发明内容
本发明要解决的第一个技术问题是提供一种荧光比色化学敏感材料。本发明提供了一种以噻吩共聚物为荧光团，以季铵盐为母体，用荧光比色方法检测脂多糖的材料。本发明要解决的第二个技术问题是提供一种荧光比色化学敏感材料的合成方法。本发明要解决的第三个技术问题是提供一种荧光比色化学敏感材料的应用。为解决上述技术问题，本发明提供一种荧光比色化学敏感材料，它是带有季铵盐的共聚噻吩衍生物CPT (Copolythiophene Derived)，结构式如下
3 R2
-
X >\R6
/ J π3 9 +/ η5 Ar R R R Ν』式中，R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8，R9选自氢原子、1 18个碳的烷基、芳基、酯基或醚基；Ar选自噻吩、吡咯、苯、萘、蒽、芘、吲哚、香豆素、荧光素、咔唑、罗丹明、氰基染料、 芴或喹啉；m为 1 1000;η为 1 1000;Χ—选自 F、Cr，Br—或 Γ。为解决上述技术问题，本发明提供一种荧光比色化学敏感材料的合成方法，包括以下步骤在惰性气体氛围、无水和无氧条件下，将无水三氯化铁溶解在三氯甲烷溶液中；单体Tl和单体T2按摩尔比为1 0. 1 100加入上述反应体系；在反应温度为20 100°C的条件下反应0. 5 60小时；反应完全后，除去三氯甲烷，再加入有机溶剂洗涤，纯化，得到共聚噻吩衍生物；其中，单体Tl的结构式为
权利要求
1.一种荧光比色化学敏感材料，其特征在于，它的结构式如下
2.如权利要求1所述的荧光比色化学敏感材料的合成方法，其特征在于，包括以下步骤在惰性气体氛围、无水和无氧条件下，将无水三氯化铁溶解在三氯甲烷溶液中； 单体Tl和单体T2按摩尔比为1 0. 1 100加入上述反应体系； 在反应温度为20 100°C的条件下反应0. 5 60小时； 反应完全后，除去三氯甲烷，再加入有机溶剂洗涤，纯化，得到共聚噻吩衍生物； 其中，单体Tl的结构式为
3.根据权利要求2所述的荧光比色化学敏感材料的合成方法，其特征在于，所述有机溶剂为甲醇、乙醇、乙酸乙酯或丙酮。
4.根据权利要求2所述的荧光比色化学敏感材料的合成方法，其特征在于，所述有机溶剂为甲醇。
5.如权利要求1 4任一所述的荧光比色化学敏感材料的应用，其特征在于，荧光比色化学敏感材料能检测脂多糖的存在及含量，通过将脂多糖加入荧光比色化学敏感材料的溶液中，进行检测。
6.根据权利要求5所述的荧光比色化学敏感材料的应用，其特征在于，通过裸眼观察加入脂多糖前后，该化合物溶液颜色的变化，或者该化合物溶液荧光颜色的变化，或者该化合物溶液的紫外可见吸收光谱和荧光光谱是否红移来确定是否存在脂多糖。
7.根据权利要求5所述的荧光比色化学敏感材料的应用，其特征在于，脂多糖浓度与该化合物的荧光强度比值1_/1566呈线形关系。
8.根据权利要求5所述的荧光比色化学敏感材料的应用，其特征在于，荧光比色化学敏感材料可用于区分革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌。
9.根据权利要求8所述的荧光比色化学敏感材料的应用，其特征在于，在使用该化合物进行判断革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌时，首先配制一定浓度的化合物溶液；之后将该溶液用于几种已知的、代表性的革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌，判断出两类细菌的颜色变化规律；最后，将该溶液加入其他未知的革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌，参照之前得出的颜色变化规律，判断该细菌是属于革兰氏阳性菌或革兰氏阴性菌。
10.根据权利要求5所述的荧光比色化学敏感材料的应用，其特征在于， 将该化合物溶解在生理盐水或羟乙基哌嗪乙磺酸的缓冲水溶液中，或者将该化合物溶解在甲醇、乙醇、乙腈、二甲亚砜、二甲酰胺等有机溶剂中的一种或两种以上混合溶剂中，或者将该化合物溶解在甲醇、乙醇、乙腈、二甲亚砜、二甲酰胺等有机溶剂中的一种或两种以上混合溶剂和水以任意比例混合的混合物，之后再加入脂多糖或细菌溶液中观察。
全文摘要
本发明公开了一种荧光比色化学敏感材料及其合成方法和应用；它的结构式如下式中，R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8，R9选自氢原子、1～18个碳的烷基、芳基、酯基或醚基；Ar选自噻吩、吡咯、苯、萘、蒽、芘、吲哚、香豆素、荧光素、咔唑、罗丹明、氰基染料、芴或喹啉；m为1～1000；n为1～1000；X-选自F-，Cl-，Br-或I-；该化合物可用来检测脂多糖的存在和含量。
文档编号G01N21/64GK102533253SQ20111043587
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月22日 优先权日2011年12月22日
发明者刘卫敏, 吴加胜, 张文军, 汪鹏飞, 葛介超, 蓝敏焕 申请人:中国科学院理化技术研究所