一種有機無機雜化熒光傳感材料及其合成方法和應用
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及一種有機無機雜化巧光傳感器及其制備方法，具體地說是一種含P0SS 與哇嘟的有機無機巧光傳感器及其制備方法，屬于單光子巧光傳感器領域。
【背景技術】
[0002] 鐵是生物系統(tǒng)中含量極為豐富的過度金屬元素，也是生物系統(tǒng)中的必須元素，在 生物體的新陳代謝中扮演非常重要作用。在生物體中=價鐵離子具有運輸血紅素的功能， 同時又是許多酶反應的輔助因子，生物體重鐵的缺失會引起貧血，肝腎臟損害，糖尿病和新 張衰竭等疾病。鐵離子的檢測方法一般包括原子吸收光譜，等離子體發(fā)射光譜、電化學方 法、比色法、氣象色譜，生物和納米傳感器手段。運些測試方法有一個共同的弊端在于需要 復雜多樣的樣品準備W及尖端的實驗儀器，造成分析成本高，且很難做到實時檢測。
[0003] 巧光傳感器是指能與待測的分析物發(fā)生作用并通過巧光信號的改變?yōu)樾盘柋憩F(xiàn) 形式的分子器件。由于其具有眾多優(yōu)點，例如選擇性好、靈敏度高響應速度快等優(yōu)點，被廣 泛應用于生物成像、環(huán)境監(jiān)測等一系列領域?；谛》肿拥那晒鈧鞲衅饔捎诮Y構簡單易于 修飾的特點，研究的更為深入。有機無機雜化巧光傳感器具有生物相容性好、易于器件化等 優(yōu)點近年來引起越來越多的人的興趣，其中P0SS基巧光傳感材料具有納米尺寸，性能更為 突出。

【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明旨在提供一種有機無機雜化巧光傳感材料及其合成方法和應用，本發(fā)明有 機無機雜化巧光傳感材料具有很好的選擇性，靈敏度很高，同時可W通過巧光和紫外比色 的兩種方式檢測鐵離子。此外，P0SS核使得材料具有良好的生物相容性。
[0005] 本發(fā)明所述的有機無機雜化巧光傳感材料，其結構式為：
所述的有機無機雜化巧光傳感材料的合成方法，包括W下步驟： (1) 將原料屯異下基-丙氨基聚倍半硅氧烷和8-醒基哇嘟加入二氯甲燒中室溫下攬拌 反應得到黃色混合溶液； (2) 將步驟（1)得到的黃色混合溶液進行溶劑的去除，得到黃色固體； (3 )將步驟（2 )得到的黃色固體用有機溶劑反復洗涂過濾，最后干燥后得到目標巧光傳 感材料P1。
[0006] 所述的有機無機雜化巧光傳感材料的合成方法：步驟（1)中的屯異下基-丙氨基 聚倍半硅氧烷和8-醒基哇嘟的摩爾比為1:1。
[0007] 所述的有機無機雜化巧光傳感材料的合成方法：步驟（1)的反應時間為9-15個小 時。
[0008] 所述的有機無機雜化巧光傳感材料的合成方法：步驟（2)蒸發(fā)二氯甲燒溶劑使用 的儀器為旋轉蒸發(fā)器。
[0009] 所述的有機無機雜化巧光傳感材料的合成方法：步驟（3)中使用的有機溶劑為甲 醇。
[0010] 所述的有機無機雜化巧光傳感材料的合成方法：步驟（3)反復洗涂過濾的次數(shù)為 5次。
[0011] 所述的有機無機雜化巧光傳感材料的應用：所述的有機無機雜化巧光傳感材料用 于鐵離子的檢測。
[0012] 與已有技術相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在： 本發(fā)明制備的巧光染料合成簡單，結構得到核磁、紅外及質譜的表征證實，具有較高的 巧光量子產率，在均相體系中可高靈敏、高選擇性地實現(xiàn)對檢測鐵離子的檢測。
【附圖說明】
[001引圖1是加入化3+后P1 (2. 5X10 6M)的THF溶液的紫外吸收變化圖，插圖是其紫 外吸收對化濃度的線性關系圖； 圖2是不同濃度的Fe3+滴定P1的THF溶液巧光澤滅行為圖（0- 2. 1X10 3M). 圖3是P1 (2. 5X10 6M，溶劑THF)在加入各種金屬離子（5倍當量)后的相對巧光強 度圖（發(fā)射峰 438nm) (1)化2+，似化2+，做〔曰2+，（4)A13+，妨化2+，（6)化3+，（7) 化扣，做Mn2+，（9)Pb2+，（10) 6曰2+，（11)化+，（。）Fe化。
【具體實施方式】
[0014] 下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明，但本發(fā)明的保護范圍并不局 限于此。
[0015] 多面低聚倍半硅氧烷（polyhe化aloligomericsilsesquioxane,P0S巧作為 一類新型的無機/有機雜化材料的基體，近年來受到廣泛關注。POSS的分子式可表示為 巧SiOi.5)。，有無規(guī)結構、梯形結構、籠形結構和橋形結構等，其中研究最多的是籠狀結構的 P0SS分子，R可W是氨，烷基，芳基，乙締基等基團?；\形P0SS分子具有獨特而規(guī)整的結構 特征，其分子結構和大小可由連在Si上的R基團調節(jié)，一般在0. 5-3皿左右P0SS基的化合 物能夠實現(xiàn)分子水平上的雜化復合，它包含著Si-0組成的無機骨架結構，然后在頂點處接 有有機取代基團，運些有機基團通常是容易反應的功能官能團，通過運些官能團可W進行 聚合、接枝、表面鍵合等化學反應，因此POSS具有很好的化學修飾性。特別是POSS具有優(yōu) 良的生物相容性，用于牙齒、骨骼的修復。
[0016] 哇嘟屬典型的缺電子基團，具有優(yōu)良的光電性質，被廣泛應用于光電材料中。為此 我們將哇嘟基團引入POSS中，制作含哇嘟的有機無機雜化巧光傳感器。本發(fā)明含POSS的 有機無機雜化巧光傳感材料P1的合成路線如下：
實施例1:有機無機雜化巧光傳感材料P1的合成 分別稱取1.225g(1.4mmol)屯異下基-丙氨基聚倍半硅氧烷（CsiHnNOizSis)，0.224g(1.4mmol)8-醒基哇嘟（KL), 10血二氯甲燒（CH2CI2)-次性加入50血圓底燒瓶中， 室溫下攬拌，反應持續(xù)12h。當加入溶劑二氯甲燒時，反應物固體均溶解，并呈淡黃色溶液。 12h后溶液的顏色發(fā)生明顯的變化呈黃色。將反應得到的混合物用旋轉蒸發(fā)器旋蒸去除溶 劑，從而得到黃色混合物固體，再用50mL甲醇對混合物固體洗涂過濾，如此反復洗涂、過濾 5次，干燥后產率為67%。簡記為P1。
[0017] 結構式如下：
IR(邸r,cm1): 2965，2865，1634，1500，1467，1407，1366，1299，1232， 1110，751，684，564.iHNMR(400MHz,CDCl3):d(ppm) 0.60 口H,Si-C句，0.68 (2H, Si-C爲），0. 95 (42H，C《），1.59 (2H,C爲邸3)，1.83 (14H,C爲CH), 3. 79 (2H,NC爲）， 7. 45(1H，Ar-甸，7. 61(1H，Ar-句，7. 89(2H,Ar-句，8. 20(1H，N=C句，8. 41(1H，Ar-句， 8. 96(1H，Ar-甸."CNMR (400 MHz, CDCls): d (陽m) 159，149. 8，136. 3，130，127.4，126. 5，121.2，64.4，25. 5，23.9，22. 7，10，5. 1. Anal. Calcd. forCu&sNzOizSis: C 44. 47;N3. 16;H7. 01;化und C 44. 19;N3. 02;H7. 022. 實施例2 :溶液狀態(tài)(均相）下對化3+離子的檢測 P1的THF溶液濃度2. 5X10 6M，采用化3+離子（0-5. 0X10 4M)滴定，引起波長286nm的紫外吸收增強，并具有非線性相關性，相關系數(shù)R為0. 992。
[001引 的THF溶液濃度2. 5X10 6M，加入化能導致巧光巧滅，在438皿處的發(fā)射表現(xiàn) 出非線性減弱，對化的檢測范圍是0-2.1X103M，檢測限1.6Xl0eM。分別加入5當量 的十一種不同金屬離子：Zn2\Cu2\Ca2\Al3\Ni2\Cr3\Mn2\Pb2\ 6曰2\化\化2+，發(fā)現(xiàn)它 們對鐵離子干擾較小。
[0019]傳感器檢測鐵離子的選擇性實驗，圖1是化離子滴定P1的THF溶液，P1濃度為 2. 5X10 6Mmol/l，當化離子濃度為2. 1X10 3M時巧光完全澤滅。其他的常見的陰離子 對其沒有影響。（1)化2+，似化2+，做〔曰2+，（4)A13+，（5)化2+，（6)化3+，（7)化3+， 做Mn2+，（9)Pb2+，(10)Ba% (11)化+，（。）Fe化。
【主權項】
1. 一種有機無機雜化巧光傳感材料，其特征在于結構式為：2. -種權利要求1所述有機無機雜化巧光傳感材料的合成方法，其特征是，合成方法 包括W下步驟： (1) 將原料屯異下基-丙氨基聚倍半硅氧烷和8-醒基哇嘟加入二氯甲燒中室溫下攬拌 反應得到黃色混合溶液； (2) 將步驟（1)得到的黃色混合溶液進行溶劑的去除，得到黃色固體； (3) 將步驟（2)得到的黃色固體用有機溶劑反復洗涂過濾，最后干燥后得到目標巧光傳 感材料Pl。3. 根據(jù)權利要求2所述的有機無機雜化巧光傳感材料的合成方法，其特征是：步驟（1) 中的屯異下基-丙氨基聚倍半硅氧烷和8-醒基哇嘟的摩爾比為1:1。4. 根據(jù)權利要求2所述的有機無機雜化巧光傳感材料的合成方法，其特征是：步驟（1) 的反應時間為9-15個小時。5. 根據(jù)權利要求2所述的有機無機雜化巧光傳感材料的合成方法，其特征是：步驟（2) 蒸發(fā)二氯甲燒溶劑使用的儀器為旋轉蒸發(fā)器。6. 根據(jù)權利要求2所述的有機無機雜化巧光傳感材料的合成方法，其特征是：步驟（3) 中使用的有機溶劑為甲醇。7. 根據(jù)權利要求2所述的有機無機雜化巧光傳感材料的合成方法，其特征是：步驟（3) 反復洗涂過濾的次數(shù)為5次。8. -種權利要求1所述的有機無機雜化巧光傳感材料的應用，其特征是：所述的有機 無機雜化巧光傳感材料可用于鐵離子的檢測。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種有機無機雜化熒光傳感材料及其合成方法，包括如下步驟：以七異丁基-丙氨基聚倍半硅氧烷和8-醛基喹啉溶于二氯甲烷中常溫下攪拌反應，通過溶劑蒸發(fā)法得到固體混合物，再經甲醇反復洗滌過濾后干燥即可得到目標熒光傳感材料；本發(fā)明還公開一種有機無機雜化熒光傳感材料的應用，所述有機無機雜化熒光傳感材料可應用于鐵離子的檢測。本發(fā)明制備的熒光傳感材料合成簡單，結構得到核磁、紅外及質譜的表征證實，具有較高的熒光量子產率，在均相體系中可高靈敏、高選擇性地實現(xiàn)對鐵離子的檢測。
【IPC分類】G01N21/64, C09K11/06, C07F7/21
【公開號】CN105198917
【申請?zhí)枴緾N201510537050
【發(fā)明人】汪新, 嚴永新, 桂美芳, 開玉倩
【申請人】池州學院
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年8月26日