[發明專利]一種金屬離子檢測的凝膠、其制備方法及其應用

在審

• 申請號: 201911141528.X
• 申請日: 2019-11-20
• 公開（公告）號: CN110818831A
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 廖立瓊;肖曉珍
• 申請（專利權）人: 南方醫科大學
• 主分類號: C08F220/54
• 分類號: C08F220/54;C08F222/22;C08F222/38;G01N21/31;G01N21/78
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 趙蕊紅

一種金屬離子檢測的凝膠，在避光或紫外光的照射下，本發明的金屬離子檢測的凝膠中的螺吡喃從無色的閉環結構轉變為有色的開環部花菁結構，凝膠呈現紫色，在紫外可見吸收光譜中表現為556nm處有強吸收峰。在金屬離子的作用下，部花菁結構和不同的金屬離子發生螯合，其吸收峰從556nm處發生不同程度的藍移，并伴有顏色的變化，從而能對金屬離子進行可視化檢測，同時具便攜式有可重復性檢測的優點。一種金屬離子檢測的凝膠的制備方法具有制備簡單的優點。一種金屬離子檢測的凝膠的應用，能對金屬離子進行可視化檢測。

技術領域

本發明屬于金屬離子檢測凝膠技術領域，特別是涉及一種金屬離子檢測的凝膠、其制備方法及其應用。

背景技術

金屬離子在環境和生物體內有著一定的含量，在低濃度的條件下，金屬離子有助于各種生物體的生長，當金屬離子累積超過某一含量是就會導致環境的污染以及機體的病變。對金屬離子的檢測能在一定程度上檢測環境和機體的變化，起到預警的作用。目前傳統的金屬離子檢測方法包括石墨爐原子吸收光譜法(GFAAS)、原子發射光譜法(AES)、電感耦合等離子體質譜法(ICP-MS)等,這些方法需要依賴于大型儀器和專業技術人員,操作復雜,檢測成本高,難以實現現場檢測,不能滿足大眾化檢測需求。因此，有必要設計合成一種能可逆的、快速的、實時檢測金屬離子的物質或者材料。

螺吡喃是一類可以對多種刺激，例如光、pH、機械外力、電場及某些金屬離子產生響應的一類有機物。在紫外光的照射下，螺吡喃可發生開環反應，單體由無色閉環體結構(SP)轉化為有色開環體部花菁(MC)；經可見光的照射或加熱又能從開環的部花菁轉化為最初的閉環螺吡喃。螺吡喃的開環部花菁的酚氧基能與金屬離子發生絡合，形成金屬離子絡合物，產生顯色反應。經可見光的照射或加熱，螺吡喃發生閉環反應，由部花菁轉化為閉環的螺吡喃，進而釋放金屬離子。因此利用上述特性，即可實現對金屬離子實時可逆的檢測。

Zhu等人合成了一種螺吡喃衍生物熒光傳感器(SPAQ)，利用金屬離子和螺吡喃結合后熒光變化，通過對SPAQ和金屬離子的混合溶液進行熒光測定，實現對鋅離子的檢測(Tetrahedron Letters.2010,51,3550–3554)。Kumbhar等人合成了一種新穎的基于螺吡喃的喹哪啶-吲哚(QSP)，這種物質能在眾多金屬離子中選擇性結合銅離子，并應用到生活飲用水中銅離子的檢測(Sensors and Actuators B.2016,222,35–42)。Kristen等人利用旋涂機旋涂制備了含有螺吡喃的聚合物薄膜作為比色傳感器實現了對金屬離子有效檢測(Polym.Chem.2014,5,2094–2102)。

上述報道雖然也能實現金屬離子的檢測，但是利用螺吡喃小分子制備的溶液在檢測過程中不容易實現材料的重復利用，而對于螺吡喃聚合物薄膜，其制備方式繁瑣，往往需要借助儀器來完成，而薄膜不像凝膠一樣能形成網絡結構，在凝膠的網絡結構中存在這大量的介質溶液，這些介質容易易于排出，能實現凝膠的多次使用。薄膜作為一種沉積在基地的致密膜在實現材料的再次利用往往需要更為復雜和繁瑣的工藝。

因此，針對現有技術不足，提供一種金屬離子檢測的凝膠、其制備方法及其應用以克服現有技術不足甚為必要。

發明內容

本發明的第一個目的在于避免現有技術的不足之處而提供一種金屬離子檢測的凝膠，能對金屬離子進行可視化檢測，同時具便攜式有可重復性檢測的優點。

本發明的上述目的通過如下技術手段實現。

提供一種金屬離子檢測的凝膠，合成原料中含有2-[1-丙烯酯-3′,3′-二甲基-6-硝基螺[吲哚啉-2′,2-[2H-1]]-苯并吡喃]甲基丙烯酸乙酯A和N-異丙基丙烯酰胺B。

本發明的一種金屬離子檢測的凝膠，合成原料還包括有N,N′-亞甲基雙丙烯酰胺C、引發劑和溶劑。

本發明的一種金屬離子檢測的凝膠，以物質的量份計，合成原料的配比為，