[發明專利]對一氧化氮熒光檢測的高靈敏的含光子晶體的熒光檢測膜的制備方法

無效

• 申請號: 201010273866.1
• 申請日: 2010-09-06
• 公開（公告）號: CN102004093A
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發明（設計）人: 黃羽;王京霞;宋延林
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 李柏

技術領域

本發明屬于熒光化學傳感器，及光子晶體膜的應用技術領域，尤其涉及利用光子晶體的光子帶隙特性、大的比表面積和連續孔道，提高對一氧化氮熒光檢測靈敏度的對一氧化氮熒光檢測的高靈敏的含光子晶體的熒光檢測膜的制備方法。

背景技術

一氧化氮普遍存在于工廠排放的煙氣，礦井沼氣，汽車尾氣，各種涂料，室內裝修原材料中，是空氣污染的重要源頭。據統計，全世界每年排出的氮氧化物大約為5300萬噸，這其中就包括一氧化氮。一氧化氮對環境有著很大的危害，它帶有自由基，性質非常活潑，與氧氣反應后，可生成具有腐蝕性的氣體二氧化氮，嚴重危害人類身體健康，引發呼吸道疾病，甚至更嚴重的神經衰弱等病癥。

生物體內也存在一氧化氮，人體呼出的一氧化氮(eNO)反應了人體的健康狀況，因此，在生物、醫學領域，一氧化氮的實時檢測十分重要。Gustafsson等人最早于1991年測定了呼出氣體中的一氧化氮存在。隨后，更多文獻報道了eNO存在于肺泡，鼻旁竇，口腔等。對哮喘病人來說，eNO的升高是其突出的癥狀。作為內皮舒張因子，因自我防衛機制而經一氧化氮合酶產生的一氧化氮會導致血管舒張。因此，呼出氣體中一氧化氮(eNO)的測量可用于非侵害性哮喘病的診斷。

近年來，隨著人體診斷，環境質量監測等需求急劇增加，研究微痕量一氧化氮的快速檢測新方法，對于及時跟蹤環境質量、檢測人體健康狀況具有十分重要的意義。微痕量一氧化氮的檢測方法中又開發出了熒光化學傳感器檢測技術，預期熒光化學傳感器可能會在不遠的將來獲得實際應用，其包括均相熒光傳感器、膜熒光傳感器和光纖熒光傳感器等。膜熒光傳感器以熒光為輸出信號，其具有靈敏度高，選擇性好等優點，另外相對于均相熒光傳感器，還具有不污染待測體系、易于器件化的優勢。為提高膜熒光傳感器的檢測靈敏度，研究人員多通過設計和制備與一氧化氮分子結合力強、且利于一氧化氮分子傳輸的用于膜熒光傳感器中的具有大體積側基的熒光分子檢測膜。現有的痕量一氧化氮檢測技術中，過去最常用的是臭氧導致的化學發光技術；氣相色譜/質譜分析和基于激光的光譜學分析。以上3種方法所使用的儀器大多巨大并且昂貴。目前商用的一氧化氮氣體檢測器，多是基于電化學的原理，它價格昂貴，壽命短，檢測的靈敏度低。

發展高靈敏、高選擇性、低成本的微痕量一氧化氮檢測技術是目前迫切需要解決的問題。為進一步改進膜熒光傳感器的靈敏性，本發明將光子晶體引入到對一氧化氮熒光檢測膜中，并且光子晶體的光子帶隙與熒光檢測膜中的熒光分子的發射光譜相匹配，利用光子晶體光子帶隙對特定波長光的調控作用，實現一氧化氮熒光檢測信號的增強；利用光子晶體的雙連續空腔結構，實現一氧化氮分子在其內部的快速擴散；利用光子晶體的粗糙表面，實現其表面熒光分子與一氧化氮分子的充分作用，最終實現對一氧化氮熒光檢測信號的增強，同時增大信噪比，提高檢測靈敏度。這方面的工作目前還未見報道。

發明內容

本發明的目的是提供一種將光子晶體引入到對一氧化氮響應的熒光檢測膜中以提高對一氧化氮的檢測信號和增大信噪比，從而提供對一氧化氮熒光檢測的高靈敏的含光子晶體的熒光檢測膜的制備方法。

本發明的對一氧化氮熒光檢測的高靈敏的含光子晶體的熒光檢測膜的制備方法包括一步法和兩步法：其中，一步法是：

將一氧化氮熒光檢測分子分散到含有單分散乳膠粒的乳液中，得到混合液，混合液中一氧化氮熒光檢測分子的濃度為10^-4～10^-7mol/L，單分散乳膠粒的濃度為0.5wt％～30wt％；參考專利申請號：200710179880.3所提出的方法，室溫下，將混合液作為噴墨打印墨水裝于常規噴墨打印機用的墨盒中，然后按通常的方法經打印機對基材進行打印，基材上的打印膜干燥后，得到光子帶隙在可見光區域的含一氧化氮熒光檢測分子的光子晶體膜，即得到大面積光子帶隙在可見光區域(400～800nm)的對一氧化氮熒光檢測的高靈敏的含光子晶體的熒光檢測膜；或者

將一氧化氮熒光檢測分子和單分散乳膠粒一起分散在水中，得到混合液，混合液中一氧化氮熒光檢測分子的濃度為10^-4～10^-7mol/L，單分散乳膠粒的濃度為0.5wt％～30wt％；參考專利申請號：200710064245.0所提出的方法，室溫下，將混合液裝于帶有常規空氣噴槍的容器中，將噴槍對準所選定的平整基材進行噴涂，涂膜干燥后，得到含一氧化氮熒光檢測分子的光子帶隙在可見光區域的光子晶體膜，即得到大面積光子帶隙在可見光區域(400～800nm)的對一氧化氮熒光檢測的高靈敏的含光子晶體的熒光檢測膜；或者