[發明專利]水楊酸摻雜二氧化硅鐵離子熒光傳感器、制備方法及應用

有效

• 申請號: 201710659954.7
• 申請日: 2017-08-04
• 公開（公告）號: CN107632000B
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發明（設計）人: 胡小剛;劉忠勇;劉爐英;劉錦輝;巫寶霞
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 44425 廣州駿思知識產權代理有限公司
• 代理人: 吳靜芝;盧娟

本發明涉及一種水楊酸摻雜的二氧化硅納米粒子Fe³⁺熒光傳感器、制備方法及其應用，其制備方法按以下步驟進行：(1)在反應容器中加入水楊酸和無水乙醇，室溫氮氣氛下攪拌；(2)加入3?氨丙基三乙氧基硅烷和正硅酸四乙酯，繼續攪拌；(3)加入質量分數為25％的氨水和水的混合溶液，通入氮氣確保除盡氧氣，然后將反應容器密封，并攪拌；(4)離心收集產物，用無水乙醇清洗多次，真空干燥，得到的白色粉末即為水楊酸摻雜的二氧化硅納米粒子。本發明將有機小分子的熒光探針與無機基質相結合，可改善有機小分子探針的水溶性、光穩定性和生物毒性，且可回收使用，能極大拓展熒光傳感器的應用范圍。

技術領域

本發明涉及材料制備和檢測技術領域，特別是涉及水楊酸摻雜二氧化硅Fe³⁺熒光傳感器的制備方法。

背景技術

鐵元素是人體中很重要的一種微量元素。人體血液中的血紅蛋白就是鐵的配合物，它具有固定和輸送氧的功能，還能參與許多酶反應。但是如果鐵元素過量或不足對人體都是有害的，會引起各種生理紊亂。因此，對生物體鐵含量的檢測顯得非常重要。

傳統的分析檢測鐵離子的方法有電化學法、分光光度法(UV)、原子吸收光譜法(AAS)、電感耦合等離子體質譜法(ICP-MS)，存在著選擇性差、靈敏度低、儀器造價昂貴以及預處理復雜等諸多缺點。基于上述問題，研究人員發明了基于有機小分子的熒光探針來檢測金屬離子。這些熒光探針靈敏度高、選擇性好、成本低廉、響應速度快、可實時測定，但是多數有機小分子探針不是水溶性探針，在水相中的量子產率極低，容易被氧化漂白，其本身具有一定毒性且不能將其分離或除去。

發明內容

基于此，本發明的目的在于，克服現有技術中檢測Fe³⁺靈敏度低、選擇性差、儀器造價昂貴、操作復雜等缺陷，同時為了改善有機小分子探針的水溶性、光穩定性和生物毒性，提供了一種可重復使用的水楊酸摻雜的二氧化硅納米粒子Fe³⁺熒光傳感器的制備方法，將有機小分子的熒光探針與無機基質相結合，能極大拓展熒光傳感器的應用范圍。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種水楊酸摻雜的二氧化硅納米粒子Fe³⁺熒光傳感器的制備方法，其特征在于，按以下步驟進行：

(1)在反應容器中加入水楊酸和無水乙醇，室溫氮氣氛下攪拌；

(2)加入3-氨丙基三乙氧基硅烷和正硅酸四乙酯，繼續攪拌；

(3)加入質量分數為25％的氨水和水的混合溶液，通入氮氣確保除盡氧氣，然后將反應容器密封，并攪拌；

(4)離心收集產物，用無水乙醇清洗多次，真空干燥，得到的白色粉末即為水楊酸摻雜的二氧化硅納米粒子。

本發明利用溶膠凝膠法，選擇水楊酸(SA)作為熒光發光體和Fe³⁺識別單元，3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)為功能單體和正硅酸四乙酯(TEOS)為交聯劑，一步合成了具有高亮度和穩定性的水楊酸摻雜二氧化硅納米粒子(SASP)。二氧化硅納米粒子的三維網狀結構既能防止內部水楊酸的泄露或者外部物質對包覆水楊酸的污染，但又不妨礙水楊酸對Fe³⁺的特異性結合，因此被包覆的水楊酸的化學活性能夠得到很好的保護。

進一步地，所述步驟(1)中水楊酸和無水乙醇的質量體積比為(50～120mg):35mL。

進一步地，所述步驟(1)中所述室溫氮氣氛下攪拌的時間為15～45min。

進一步地，所述步驟(2)中的3-氨丙基三乙氧基硅烷和正硅酸四乙酯的體積比為1:(2.5～5.5)，繼續攪拌的時間為20～60min。

進一步地，所述步驟(3)中氨水和水的體積比為80～150:860，通氮氣除氧的時間為30～60min，攪拌時間為12～30h。