功能材料、制備方法及傳感器的制造方法
【專利摘要】本發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構通式如式1所示，其中，R為CnH2n，n為1～5的整數。本發明的熒光素酰肼衍生物，是一種新的熒光分子探針，其與現有的苯環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上連接有帶端羧基的基團；該端羧基可通過氨基硅氧烷基連接在半導體材料上制成功能材料，實現電化學方法對二價銅離子的定量檢測；同時，用于與氨基硅氧烷基連接的端羧基在制備及連接時，均不會對該衍生物中用于與銅離子結合的部分結構產生影響，保證了該衍生物與銅離子的結合性能。
【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
【技術領域】
[0001] 本發明熒光傳感器【技術領域】，具體涉及一種熒光素酰肼衍生物及其制備方法，同 時還涉及一種改性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】
[0002] 銅元素是生物體內必須的微量重金屬元素和必要的營養素，在細胞中的含量僅次 于鋅和鐵，在各種有機體的基本生理過程中發揮著重要的作用。銅離子在生物體內的含量 很小，但是缺乏銅可導致生物體生長和代謝的紊亂，銅離子含量過多同樣也會對生物體產 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學診斷 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 譜法、電感耦合等離子體-原子發射光譜法等，這些方法大多需要昂貴的大型分析設備，不 宜現場操作。相對而言，電化學方法設備簡單、價格低廉、靈敏度高，相對于上述方法，具有 較明顯的優勢。
[0003] 熒光素及其衍生物有機物分子具有較好的水溶性,并且應用的pH范圍寬，以熒光 素為基礎的探針技術在蛋白質、核酸及細胞、小分子檢測等方面顯現出了巨大的潛力。其 中，含內酰胺基團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 道發生配位，因此有利于配位作用識別銅離子。但是，目前關于有機分子識別金屬離子的檢 測方法主要是熒光法和色譜法，這些方法多數只是定性檢測，少數定量檢測也存在檢測范 圍較窄，準確度不高的問題。
[0004] 現有技術中，專利CN102443388B公開了一種試劑及其在檢測二價銅離子中的應 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或熒光分光光度計定量檢測二價銅離子，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，該方法檢測準確度及靈敏度不高；需要借助熒光光度計等大型檢測設備，檢測速度較 慢且檢測設備成本較高、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，如何將含內酰胺基團的分子探針與簡單易行的電化學方法相結合，快速 準確的定量檢測Cu 2+，是目前亟待解決的問題。
【發明內容】
[0005] 本發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的方法快 速準確的定量檢測Cu 2+。
[0006] 本發明的第二個目的是提供一種熒光素酰肼衍生物的制備方法。
[0007] 本發明的第三個目的是提供一種改性TiO2功能材料。
[0008] 本發明的第四個目的是提供一種改性TiO2功能材料的制備方法。
[0009] 本發明的第五個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]為了實現以上目的，本發明所采用的技術方案是：一種熒光素酰肼衍生物，其結構 通式如式1所示：
[0011]
【權利要求】
1. 一種熒光素酰肼衍生物，其特征在于：其結構通式如式1所示：
其中，R為CnH2n, η為1?5的整數。
2. -種如權利要求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，再加入溴酸酯進行反應，反應 結束后分離提純，得中間產物； 2) 取步驟1)所得中間產物溶于第二溶劑中，加入堿進行反應，反應結束后調節反應體 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.根據權利要求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 述溴酸酯的結構通式為BrR1COOR2 ;其中，R1為CnH2n, η為1?5的整數；R2為CmH2m+1，m為 1?2的整數。
4.根據權利要求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 連接有結構通式如式2所示的基團A:
其中，R為CnH2n, η為1?5的整數；R3為硅氧烷基。
6.根據權利要求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. 根據權利要求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. 根據權利要求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 優先權日:2014年8月29日
【發明者】張治紅, 康萌萌, 王明花, 王培遠, 張園廠, 彭東來, 閆福豐 申請人:鄭州輕工業學院
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