[發明專利]熒光共軛聚合物氧化硅納米粒子的制備方法及其用途

無效

• 申請號: 200910100460.0
• 申請日: 2009-07-06
• 公開（公告）號: CN101597372A
• 公開（公告）日: 2009-12-09
• 發明（設計）人: 李揚;楊慕杰;馮繼昌
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C08G61/02
• 分類號: C08G61/02;C08G61/12;C09K11/06;G01N21/64
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 張法高

技術領域

本發明涉及化學傳感材料領域，尤其涉及一種熒光共軛聚合物氧化硅納米粒子的制備方法及其用途。

背景技術

當今社會，和平發展是世界各國的共同主題。然而，近年來恐怖分子活動猖獗，利用爆炸物進行恐怖襲擊是恐怖分子的常用手段，嚴重威脅著國家安全。對爆炸物傳感器的研究不僅對戰場上多種爆炸性武器的檢測有重要意義，在和平社會對保衛國家和人民的安全尤其是反恐方面也有著深遠的意義。

爆炸物種類很多，絕大多數炸藥等危險品都含有硝基化合物，其中三硝基甲苯(TNT)的使用最為廣泛，它是多種爆炸物所含的成分或附帶產物和降解物。現已經發展出多種可用于爆炸物TNT檢測的方法，如波譜探測技術、化學傳感技術、生物傳感技術、微電子機械系統(MEMS)傳感器技術等。基于熒光化合物的傳感器具有靈敏度高、選擇性好、成本低、便捷等特點，可迅速、有效地檢測出痕量爆炸物，因此熒光化合物傳感器用于爆炸物檢測的技術迅速發展。

熒光物質作為傳感材料，可通過熒光光強的變化，來實現對被檢測物的檢測與信號的傳遞。共軛聚合物作為一類傳感材料，近十幾年來越來越受到關注。這主要因為它們顯示出的一些獨特光電性質，可在新一代光電器件制作和化學生物熒光傳感器研究中獲得多樣的應用。共軛聚合物具有很強的吸光性能，摩爾消光系數甚至可高達10⁶M^-1cm^-1，而且，具有“分子導線”的性質，即電子或激發態能量能在共軛主鏈上快速遷移。一個淬滅劑分子僅能淬滅一個小分子熒光團的熒光，而一個淬滅劑分子與共軛聚合物鏈上的任何一個位置結合都可能使電子或能量傳遞受阻，淬滅整條鏈的熒光，即熒光淬滅信號被放大。共軛聚合物的這種“淬滅放大”效應，使得其相對于小分子的熒光傳感物質對周圍環境中極微量的淬滅劑顯示出更迅速、群體的響應性能。這樣就能簡便的實現對多種有機、無機及生物分子的納摩爾甚至皮摩爾級快速檢測。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足提供了一種熒光共軛聚合物氧化硅納米粒子的制備方法及其用途。

熒光共軛聚合物納米粒子傳感材料是以氧化硅納米粒子為核，在其表面修飾上4-碘苯后，再直接引發聚合，使其表面接枝上聚苯撐乙炔撐或聚苯撐二乙炔基噻吩撐水溶性熒光共軛聚合物，制得熒光共軛聚苯撐乙炔撐氧化硅納米粒子傳感材料和熒光共軛聚苯撐二乙炔基噻吩撐氧化硅納米粒子傳感材料，其中，熒光共軛聚苯撐乙炔撐氧化硅納米粒子傳感材料的結構如下所示：

式中R為-(CH₂)₃SO₃Na

熒光共軛聚苯撐二乙炔基噻吩撐氧化硅納米粒子傳感材料的結構如下所示：

式中R為-(CH₂)₃SO₃Na。

熒光共軛聚合物納米粒子傳感材料的制備方法包括如下步驟：

1)將50～200mg?4-碘-N-(3-三甲氧基硅基丙基)苯甲酰胺溶于5～15mL四氫呋喃，緩慢滴加到分散了200mg氧化硅納米顆粒的無水甲苯10～100mL中，在氬氣氣氛中110℃回流20小時，反應液經高速離心，所得沉淀依次用無水甲苯、四氫呋喃、N，N-二甲基甲酰胺洗滌，最后分散到12mLN，N-二甲基甲酰胺中備用；

2)將6mL步驟1)中制得的經修飾的氧化硅納米顆粒的N，N-二甲基甲酰胺分散液，0.2mmol～15mmol的二乙炔基苯、0.2mmol～15mmol?2，5-二碘-1，4-二(3-磺酸基丙基)苯，1～15mg碘化亞銅，4～150mg雙(三苯基磷)二氯化鈀在氬氣保護下加入反應器中，再滴加除氧的30～70mL?N，N-二甲基甲酰胺、20～50mL三乙胺和20～60mL水作溶劑，在氬氣氣氛下，升溫到50～90℃反應48～72小時，所得反應產物冷卻到室溫，高速離心得紅棕色沉淀，依次用甲醇、四氫呋喃、水、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜洗滌，最后分散到二甲基亞砜溶液中，制得熒光共軛聚苯撐乙炔撐氧化硅納米粒子傳感材料；