[發(fā)明專利]一種氧濃度響應(yīng)高分子光致發(fā)光涂層及其制備與應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710383101.5
• 申請日: 2017-05-26
• 公開（公告）號: CN109233547B
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊迪;屈小中;趙嫣然
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院大學(xué)
• 主分類號: C09D163/00
• 分類號: C09D163/00;C09D5/22;C09D7/63;C07F15/00;C09K11/06;G01N21/64;G01L11/02
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 關(guān)暢;吳愛琴

本發(fā)明提供一種氧濃度響應(yīng)高分子光致發(fā)光涂層。由氧濃度敏感功能層和混合有納米粒子的基體樹脂層組成，氧濃度敏感功能層分布于混合有納米粒子的基體樹脂涂層表面。所述氧濃度敏感功能層由金屬釕配合物(氧敏感探針分子)制成。氧敏感探針分子以化學(xué)鍵和/或物理相互作用的形式分布于高分子樹脂涂層的表面，且該表面因摻雜納米粒子后而具有微納米尺度的粗糙結(jié)構(gòu)。粗糙表面結(jié)構(gòu)和探針的表面分布形式提高探針與氧氣分子的動態(tài)接觸效率，從而提高探針分子在響應(yīng)涂層表面氧濃度變化時熒光發(fā)射光強的變化速度，實現(xiàn)通過涂層熒光強度或熒光壽命變化對涂層表面氧濃度或空氣壓力變化的非接觸檢測。本發(fā)明制備方法簡單，對氧的響應(yīng)可逆，可長久重復(fù)使用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及涂層制備領(lǐng)域，具體涉及一種氧濃度響應(yīng)高分子光致發(fā)光涂層及其制備與應(yīng)用。

背景技術(shù)

氧濃度(氧分壓)的靈敏檢測在分析化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)測等研究領(lǐng)域都有著重大意義，其檢測技術(shù)也在不斷改進(jìn)發(fā)展，由化學(xué)法、電化學(xué)傳感器發(fā)展到現(xiàn)在的光化學(xué)傳感器。光化學(xué)氧分子傳感器具有較好的響應(yīng)性以及較高的靈敏度，引起人們廣泛的研究興趣，其應(yīng)用也在不斷深入，這類檢測技術(shù)的核心是依靠熒光性能對氧氣濃度高度敏感的熒光或磷光分子。常見的是用過渡金屬Ru(II)、Os(II)、Pt(II)、Pd(II)、Ir(II)等與雙齒或多齒配體組成的配合物做氧敏感光致發(fā)光探針，擴(kuò)散進(jìn)入的氧氣分子與配合物發(fā)光分子碰撞的過程中通過動態(tài)猝滅方式改變了氧敏感材料的熒光特性，如熒光強度和熒光壽命。這種改變可以通過光電信號轉(zhuǎn)換及放大等處理裝置直接顯示出氧的濃度，也可通過光譜儀或者肉眼直接可視化觀察。如一些氧敏感材料的熒光強度具有氧氣濃度依賴特性，隨著氧濃度的降低熒光明顯減弱從而實現(xiàn)對氧氣濃度的可視化檢測。

金屬釕配合物具有強的光致發(fā)光、大的斯托克斯位移以及較高的氧敏感性常被用于氧氣傳感的研究，其中較多的應(yīng)用于生物體內(nèi)缺氧部位的檢測，比如生物體中的腫瘤部位因細(xì)胞新陳代謝旺盛導(dǎo)致氧濃度降低，到達(dá)腫瘤部位的氧敏感探針在一定激發(fā)光下因低氧導(dǎo)致較強的熒光產(chǎn)生，達(dá)到腫瘤檢測的目的；氧敏感材料在光學(xué)傳感器中的應(yīng)用也有報道，在涂層中的報道較少，而且氧分子探針大都物理分散于基體中，還未有將氧敏感探針分子鍵接于基體樹脂中制備氧敏感涂層的報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種氧濃度響應(yīng)高分子光致發(fā)光涂層及其制備與應(yīng)用。所述氧濃度響應(yīng)高分子光致發(fā)光涂層可實現(xiàn)對氧濃度和空氣壓力非接觸式的微秒級檢測。

本發(fā)明所提供的氧濃度響應(yīng)高分子光致發(fā)光涂層，由氧濃度敏感功能層(即氧濃度響應(yīng)熒光探針涂層)和混合有納米粒子的基體樹脂涂層組成，其中，所述氧濃度敏感功能層涂布于所述混合有納米粒子的基體樹脂涂層之上。

所述氧濃度敏感功能層由金屬釕配合物制成。

所述金屬釕配合物以涂層的形式形成在所述混合有納米粒子的基體樹脂涂層之上。

所述金屬釕配合物以化學(xué)反應(yīng)鍵鍵合和/或物理吸附的形式涂布在所述混合有納米粒子的基體樹脂涂層之上。

所述金屬釕配合物以帶羧基和/或氨基的聯(lián)吡啶類和/或聯(lián)苯鄰菲羅啉類的化合物為配體。

具體地，所述金屬釕配合物具有如下結(jié)構(gòu)式：

其中，R可為H、CH₃、COOH或NH₃，但至少有一個或兩個氨基或羧基官能團(tuán)，其中，配體具體可為二羧基(或氨基)結(jié)構(gòu)、四羧基(或氨基)結(jié)構(gòu)或六羧基(或氨基)結(jié)構(gòu)；

或者為

其中，R可為H、CH₃、COOH或NH₃，但至少有一個或兩個氨基或羧基官能團(tuán)；

或者為