[發明專利]Fe3+分子熒光傳感器及其制備方法

有效

• 申請號: 201810381408.6
• 申請日: 2018-04-25
• 公開（公告）號: CN108801992B
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發明（設計）人: 戴宇;趙建永;張文昕
• 申請（專利權）人: 中國科學院生物物理研究所;蘇州首通科技發展有限公司
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;C09K11/06;C08B15/06
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 韓建偉;白雪

本發明提供了一種Fe³⁺分子熒光傳感器及其制備方法。該Fe³⁺分子熒光傳感器包括測試層，測試層包括第一凝膠基材和分散于第一凝膠基材中的Fe³⁺分子熒光化合物，Fe³⁺分子熒光化合物具有式I所示結構，式I中，Polym為氨基化的親水性大分子聚合物基團。將這種Fe³⁺分子熒光化合物分散在第一凝膠基材中作為傳感器的測試層，使得本發明提供的Fe³⁺分子熒光傳感器在測量樣品中Fe³⁺濃度時具有測量效率高、靈敏度高、準確性好、可逆測量且重現性高等優點。

技術領域

本發明涉及有機合成與元素分析技術領域，具體而言，涉及一種Fe³⁺分子熒光傳感器及其制備方法。

背景技術

鐵是體內最豐富的微量元素之一，它是構成血紅蛋白、肌紅蛋白及多種酶的重要成分，參與了氧攝取、氧代謝、電子轉移等過程。如果體內缺少鐵，可影響血紅蛋白的合成，可使細胞色素c、核糖核苷酸還原酶、琥珀酸脫氫酶等酶的活性降低，從而導致嚴重的機體功能紊亂。人體內Fe³⁺含量的改變與許多疾病相關，如缺鐵會導致貧血、癌癥、糖尿病和器官功能障礙等，而鐵過量則會通過芬頓反應產生活性氧誘發阿爾茨海默氏病、亨廷頓氏病和帕金森氏病等。因此，快速準確檢測環境和人體內鐵離子的含量對于環境安全和人類的健康具有十分重要的意義。

目前，檢測微量Fe³⁺的分析技術有很多種，包括原子吸收光譜法、等離子體發射光譜、等離子體質譜、電化學法、滴定法等。這些方法大多需要使用昂貴的大型儀器，操作復雜，便攜性差且不適合在線實時監控。由于熒光分析法所需設備簡單，并具有響應速度快、靈敏度高、操作簡便等優點，因此利用熒光探針來定性與定量檢測Fe³⁺已成為研究熱點。

近年來，關于Fe³⁺熒光探針的研究已有少量報道。其中大部分是以羅丹明為熒光基團的鐵離子熒光探針，例如中國專利CN107011351A、CN 105884788A、Synthesis andevaluation of a novel rhodamine B-based'off-on'fluorescent chemosensor forthe selective determination of Fe³⁺ ions,Sensors and Actuators B:Chemicals，2017，242，921-931。羅丹明類熒光探針的檢測原理為：通過與金屬離子作用引起自身內酰胺螺環狀結構發生開環，從而可以引起紫外可見吸收和熒光光譜變化，最終達到檢測不同金屬離子濃度的目的。

然而，從上述原理可知，羅丹明類熒光基團一旦進行測試反應，其結構就會發生破壞。因此，羅丹明不是固定型染料，不能用于可逆測定。此外，由于羅丹明會參與離子耦合反應，因此其激發波長和發射波長會因檢測離子的變化而變化，導致多種不同離子的羅丹明基熒光傳感器不能用同一個激發和發射波長進行檢測。而且上述報道的Fe³⁺熒光傳感器激發波長約 560nm，發射波長約580nm，其斯托克斯(Stockes)位移只有20nm左右，普通光學分光鏡片難以把激發光和熒光區分開來，從而影響檢測結果，一般采用光譜分辨率高的光譜檢測設備進行熒光信號采集，檢測難度和成本會大大增加。

基于以上原因，使用一種不參與離子反應，斯托克斯位移更大的熒光基團進行Fe³⁺分子熒光傳感器設計是十分有必要的。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種Fe³⁺分子熒光傳感器及其制備方法，以解決現有技術中的 Fe³⁺分子熒光傳感器無法可逆測定，且準確度不夠的問題。