[發(fā)明專利]殼聚糖棒狀微晶熒光探針、制備方法及對(duì)痕量金屬離子的檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410696999.8
• 申請(qǐng)日: 2014-11-24
• 公開（公告）號(hào): CN104449674A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫虹;劉雪云;司靖宇;管航敏;胡坤宏;高大明;陳倩;仇楊君;王劍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥學(xué)院
• 主分類號(hào): C09K11/06
• 分類號(hào): C09K11/06;C08B37/08;G01N21/64
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及材料科學(xué)領(lǐng)域，具體是涉及一種殼聚糖棒狀微晶熒光探針、制備方法及對(duì)痕量金屬離子的檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

殼聚糖是一種堿性天然多糖生物材料，其結(jié)構(gòu)類似于纖維素，在其線性分子鏈上存在C₃和C₆位的羥基和C₂位的氨基。同時(shí)，由于在酸溶液中質(zhì)子化作用而帶有正電荷，具有較為活潑的化學(xué)性質(zhì)和相容性、安全性、微生物降解性、生物活性等特點(diǎn)，從而廣泛的應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、造紙、食品、印染、紡織、日化、環(huán)保等領(lǐng)域。殼聚糖分子鏈上的活性基團(tuán)可以同羧甲基、酰基、烷基等基團(tuán)反應(yīng)產(chǎn)生一系列的殼聚糖衍生物；同時(shí)殼聚糖還可以與過渡金屬離子發(fā)生螯合配位，同丙烯酸等高分子進(jìn)行接枝共聚，同醛、酮發(fā)生希夫堿反應(yīng)等，這些都為殼聚糖的廣泛應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

微晶殼聚糖是殼聚糖一種新的存在形式，特殊的超分子結(jié)構(gòu)是指具有比殼聚糖更為優(yōu)異的性能。殼聚糖大分子鏈上羥基、氨基及殘余的N-乙酰氨基，它們會(huì)形成各種分子內(nèi)和分子間的氫鍵，使殼聚糖形成了大分子的二級(jí)結(jié)構(gòu)，這種構(gòu)象有利于晶態(tài)形成，并且結(jié)晶度較高，有很穩(wěn)定的物理化學(xué)性質(zhì)。殼聚糖單晶只有在特殊的條件下，比如極稀的溶液緩慢結(jié)晶生成。一般環(huán)境下，都是以微晶(微纖)的形式存在，且形態(tài)多樣。其中最為常見的是球晶。微晶殼聚糖對(duì)金屬離子的吸附、螯合能力更強(qiáng)。其生物降解性也優(yōu)于一般殼聚糖。

水體環(huán)境與人類的生活息息相關(guān)，水質(zhì)的好壞嚴(yán)重影響著人的身體健康。然而對(duì)水體內(nèi)金屬離子的分析方法還大多停留在光度法的基礎(chǔ)上。這類方法的靈敏度普遍不高，并且操作繁瑣，對(duì)于水樣中的痕量污染物的測(cè)定，目前還無能為力。

熒光化學(xué)傳感器作為一種靈敏度高、選擇性好、操作簡(jiǎn)便的實(shí)驗(yàn)裝置，近年來在這一方面得到了迅速的發(fā)展和應(yīng)用。熒光化學(xué)傳感器對(duì)金屬離子的檢測(cè)主要基于兩方面的原理：一是，具有熒光特性的熒光化合物與被檢測(cè)物能發(fā)生絡(luò)合生成沒有熒光性質(zhì)的穩(wěn)定化合物，發(fā)生靜態(tài)熒光猝滅效應(yīng)；二是，將分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移(ICT)熒光體電子給體中的氮原子置于氮雜冠醚環(huán)中，金屬離子與冠醚的鍵合時(shí)氮原子上電荷密度減小，給電子能力下降，引起ICT光物理和雙重?zé)晒飧淖兌粋鞲校瑥亩鴮?shí)現(xiàn)對(duì)金屬離子的傳感和識(shí)別。

目前，存在對(duì)熒光探針及殼聚糖熒光標(biāo)記的研究，但這些方法僅僅是制備殼聚糖微粒，采用不同的熒光基團(tuán)進(jìn)行熒光標(biāo)記。具體為：趙佳胤等人通過低分子量的殼聚糖與三聚磷酸鈉靜電作用制備納米級(jí)殼聚糖微球，并與異硫氰酸酯(FITC)反應(yīng)制備納米級(jí)殼聚糖微球熒光探針。并討論了制備的影響因素(分析化學(xué)，2006，34(11)：1555-1559.)。范妮采用FITC為熒光標(biāo)記物，利用堿性條件下殼聚糖氨基中的N原子與FITC中異硫氰基上正電性C原子發(fā)生親核加成反應(yīng)，使殼聚糖與FITC結(jié)合，制備熒光標(biāo)記的殼聚糖。同時(shí)，以海藻酸鈣微球?yàn)檩d藥基質(zhì)，在酸性條件下與熒光殼聚糖中氨基進(jìn)行聚電解質(zhì)絡(luò)合反應(yīng)，使海藻酸鈣微球標(biāo)記上熒光(云南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2010.32(1)：77-81.)。余慧等2011年以合成的具有羧基官能團(tuán)的萘酰亞胺類化合物為熒光團(tuán)，通過酰氯化法活化其中的羧基，并選用羧甲基殼聚糖(CMCS)為基質(zhì)材料，以化學(xué)鍵合的方式將熒光團(tuán)引入到CMCS基體中，得到新型熒光材料萘酰亞胺修飾羧甲基殼聚糖。并發(fā)現(xiàn)其熒光對(duì)pH值敏感，可望作為pH敏感熒光探針(分析化學(xué)，2011，39(3)：409-413.)。辛梅華等于2011年制備N，N-雙烷基殼聚糖(DCS)，在十二烷基磺酸鈉存在下，把羧甲基接枝到DCS的羥基上，再通過酰胺化反應(yīng)引入1-芘丁酰肼基團(tuán)，成功合成了新型油溶性熒光高分子材料N-(O-乙酰基-N，N-雙烷基化殼聚糖)-N’-芘丁酰肼(化工進(jìn)展，2011，30(6)：1290-1295.)。劉璠娜將異硫氰酸熒光素(FITC)接枝到N，N，N-三甲基殼聚糖鹽酸鹽(TMC)的側(cè)基上，制備熒光標(biāo)記的殼聚糖衍生物TMC-g-FITC。其水溶液與羧甲基殼聚糖(CMC)水溶液經(jīng)凝聚復(fù)合，制備TMC-g-FITC/CMC納米粒子熒光探針。(功能材料，2008，39(5)：857-860，863.)。