功能材料、制備方法及傳感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種熒光素酰肼衍生物、制備方法，改性TiO2功能材料、制備方法及傳感器，該熒光素酰肼衍生物的結(jié)構(gòu)通式如式1所示，其中，R為CnH2n，n為1～5的整數(shù)。本發(fā)明的熒光素酰肼衍生物，是一種新的熒光分子探針，其與現(xiàn)有的苯環(huán)上帶有羥基的熒光素酰肼相比，羥基上的氫被帶有端羧基的碳鏈所取代，從而使衍生物的苯環(huán)上連接有帶端羧基的基團(tuán)；該端羧基可通過氨基硅氧烷基連接在半導(dǎo)體材料上制成功能材料，實(shí)現(xiàn)電化學(xué)方法對二價(jià)銅離子的定量檢測；同時(shí)，用于與氨基硅氧烷基連接的端羧基在制備及連接時(shí)，均不會(huì)對該衍生物中用于與銅離子結(jié)合的部分結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，保證了該衍生物與銅離子的結(jié)合性能。
【專利說明】-種熒光素酰肼衍生物、制備方法，改性TiO2功能材料、制 備方法及傳感器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明熒光傳感器【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種熒光素酰肼衍生物及其制備方法，同 時(shí)還涉及一種改性TiO 2功能材料、制備方法及使用該功能材料制備的傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002] 銅元素是生物體內(nèi)必須的微量重金屬元素和必要的營養(yǎng)素，在細(xì)胞中的含量僅次 于鋅和鐵，在各種有機(jī)體的基本生理過程中發(fā)揮著重要的作用。銅離子在生物體內(nèi)的含量 很小，但是缺乏銅可導(dǎo)致生物體生長和代謝的紊亂，銅離子含量過多同樣也會(huì)對生物體產(chǎn) 生巨大的毒害作用，因此尋求一種快速靈敏簡便的銅離子檢測方法在生物研究和醫(yī)學(xué)診斷 中具有重要的意義。目前，檢測Cu 2+的方法主要有原子吸收光譜法、電感耦合等離子體-質(zhì) 譜法、電感耦合等離子體-原子發(fā)射光譜法等，這些方法大多需要昂貴的大型分析設(shè)備，不 宜現(xiàn)場操作。相對而言，電化學(xué)方法設(shè)備簡單、價(jià)格低廉、靈敏度高，相對于上述方法，具有 較明顯的優(yōu)勢。
[0003] 熒光素及其衍生物有機(jī)物分子具有較好的水溶性,并且應(yīng)用的pH范圍寬，以熒光 素為基礎(chǔ)的探針技術(shù)在蛋白質(zhì)、核酸及細(xì)胞、小分子檢測等方面顯現(xiàn)出了巨大的潛力。其 中，含內(nèi)酰胺基團(tuán)的熒光素衍生物中由于胺中N原子上具有孤對電子，它可以和Cu 2+的空軌 道發(fā)生配位，因此有利于配位作用識(shí)別銅離子。但是，目前關(guān)于有機(jī)分子識(shí)別金屬離子的檢 測方法主要是熒光法和色譜法，這些方法多數(shù)只是定性檢測，少數(shù)定量檢測也存在檢測范 圍較窄，準(zhǔn)確度不高的問題。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)中，專利CN102443388B公開了一種試劑及其在檢測二價(jià)銅離子中的應(yīng) 用，該試劑為熒光素衍生物：二吡啶甲醛熒光素酰腙，是由熒光素酰肼與2-吡啶甲醛合成 的；該試劑借助紫外分光光度計(jì)或熒光分光光度計(jì)定量檢測二價(jià)銅離子，由于該試劑與檢 測方法本身的局限性，其檢測范圍（檢測限）僅達(dá)到l〇_ 3mol/L。專利CN102127421A公開了 一種銅離子和汞離子熒光分子探針，是以羅丹明B、水合肼、甲醛等為原料合成的；該熒光 分子探針借助熒光分光光度計(jì)定量檢測銅離子的濃度，其檢測范圍（檢測限）為l〇_ 6mol/L。 上述方法均是基于對熒光強(qiáng)度的測定來定量檢測銅離子，其存在以下問題：由于熒光的淬 滅性，該方法檢測準(zhǔn)確度及靈敏度不高；需要借助熒光光度計(jì)等大型檢測設(shè)備，檢測速度較 慢且檢測設(shè)備成本較高、攜帶不便；最高檢測限僅為μ mol/L級別，對于極痕量的銅離子 便無法檢測。那么，如何將含內(nèi)酰胺基團(tuán)的分子探針與簡單易行的電化學(xué)方法相結(jié)合，快速 準(zhǔn)確的定量檢測Cu 2+，是目前亟待解決的問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種熒光素酰肼衍生物，可作為分子探針用電化學(xué)的方法快 速準(zhǔn)確的定量檢測Cu 2+。
[0006] 本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種熒光素酰肼衍生物的制備方法。
[0007] 本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供一種改性TiO2功能材料。
[0008] 本發(fā)明的第四個(gè)目的是提供一種改性TiO2功能材料的制備方法。
[0009] 本發(fā)明的第五個(gè)目的是提供一種使用上述改性TiO2功能材料制備的傳感器。 [0010]為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種熒光素酰肼衍生物，其結(jié)構(gòu) 通式如式1所示：
[0011]
【權(quán)利要求】
1. 一種熒光素酰肼衍生物，其特征在于：其結(jié)構(gòu)通式如式1所示：
其中，R為CnH2n, η為1?5的整數(shù)。
2. -種如權(quán)利要求1所述的熒光素酰肼衍生物的制備方法，其特征在于：包括下列步 驟： 1) 取熒光素酰肼、碳酸鉀加入第一溶劑中，攪拌溶解后，再加入溴酸酯進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng) 結(jié)束后分離提純，得中間產(chǎn)物； 2) 取步驟1)所得中間產(chǎn)物溶于第二溶劑中，加入堿進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后調(diào)節(jié)反應(yīng)體 系的PH為6?7,除去第二溶劑，即得所述熒光素酰肼衍生物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熒光素酰肼衍生物的制備方法，其特征在于：步驟1)中，所 述溴酸酯的結(jié)構(gòu)通式為BrR1COOR2 ;其中，R1為CnH2n, η為1?5的整數(shù)；R2為CmH2m+1，m為 1?2的整數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的熒光素酰肼衍生物的制備方法，其特征在于：步驟2)中 所述堿為氫氧化鈉或氫氧化鉀。
5. -種改性TiO2功能材料，其特征在于：包括TiO2納米顆粒，所述TiO2納米顆粒表面 連接有結(jié)構(gòu)通式如式2所示的基團(tuán)A:
其中，R為CnH2n, η為1?5的整數(shù)；R3為硅氧烷基。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的改性TiO2功能材料，其特征在于：所述R3為丙基硅氧烷基。
7. -種如權(quán)利要求5所述的改性TiO2功能材料的制備方法，其特征在于：包括下列步 驟： a)將TiO2納米顆粒分散在分散劑中，再加入帶有端氨基的硅氧烷，加熱攪拌后，除去分 散劑，得連接有帶端氨基硅氧烷基的TiO2納米顆粒； b)將熒光素酰肼衍生物、步驟a)所得連接有帶端氨基硅氧烷基的TiO2納米顆粒加入EDC/NHS溶液中，靜置、洗滌、干燥，即得改性TiO2功能材料。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的改性TiO2功能材料的制備方法，其特征在于：步驟a)中，所 述帶有端氨基的硅氧烷為3-氨丙基三甲氧基硅烷或3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的改性TiO2功能材料的制備方法，其特征在于：步驟b)中，所 述EDC/NHS溶液是將652mg的EDC和155mg的NHS溶于10ml、pH為L4的PBS溶液制成 的。
10. -種傳感器，其特征在于：是將權(quán)利要求5所述的改性TiO2功能材料涂覆在金電極 上制成的。
【文檔編號】G01N27/30GK104311568SQ201410438286
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月29日
【發(fā)明者】張治紅, 康萌萌, 王明花, 王培遠(yuǎn), 張園廠, 彭東來, 閆福豐 申請人:鄭州輕工業(yè)學(xué)院
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