一种快速定量检测铁离子的荧光二氧化硅微球制备方法技术

本发明专利技术公开了一种快速定量检测铁离子的荧光二氧化硅微球制备方法，其特征在于包括如下步骤：（1）以柠檬酸、二氯亚砜和氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷（AEAPMS)为反应物制备柠檬酰胺荧光小分子（CA‑AEAPMS），该小分子具有荧光；（2）以正硅酸乙酯（TEOS）和CA‑AEAPMS为原料，醇类为介质，通过氨水催化水解，过滤后干燥，制备出荧光二氧化硅微球。利用本发明专利技术所提供的方法制得的荧光二氧化硅微球粒径在100~300 nm范围内，其粒径均一、大小可控、具有性质稳定、荧光强度高、水溶性好、低毒性和易于功能化改性的优点。该荧光二氧化硅微球在离子识别领域具有良好应用价值，对Fe

Preparation method of fluorescent silica microspheres for rapid quantitative detection of iron ions

The invention discloses a method for rapid quantitative detection of iron ion fluorescent silica microspheres, which comprises the following steps: (1) a citric acid, two chlorite and amamethamyl methylene two methoxy silane (AEAPMS) are used as reactants to prepare a small citric fluorescein small molecule (CA AEAPMS), the small molecular tool. (2) the fluorescent silica microspheres were prepared with ethyl orthosilicate (TEOS) and CA AEAPMS as raw materials, alcohols as medium, catalyzed hydrolysis through ammonia water, and dried after filtration. In the range of 100~300 nm, the particle size of the fluorescent silica microspheres obtained by the method provided by the invention has the advantages of homogeneous particle size, controllable size, stable property, high fluorescence intensity, good water solubility, low toxicity and easy functionalization. The fluorescent silica microspheres have good application value in the field of ion recognition, and for Fe

【技术实现步骤摘要】
一种快速定量检测铁离子的荧光二氧化硅微球制备方法
本专利技术涉及一种快速定量检测铁离子的荧光二氧化硅微球制备方法，属于荧光探针

技术介绍
近年来，荧光二氧化硅微球作为一类新型的功能材料，以其特殊的形态结构和高效的发光效率，已在荧光免疫分析、生物传感器、高通量药物筛选和离子检测等领域中发挥着重要的作用，是当前研究开发与应用的热点课题之一。CN103484101A公开了一种核壳结构荧光二氧化硅微球制备方法，包括分散有荧光染料的高分子内核，以及由二氧化硅材料制成的厚度均一的外壳，所使用的荧光染料为苝类及其衍生物、芘类及其衍生物、芴类及其衍生物、三芳基氨基及衍生物、吡唑并喹啉及其衍生物、三芳基硼类及其衍生物和含DCM结构类染料中的一种或多种。CN101717644A提供一种二氧化硅包覆量子点的制备方法，得到粒径均匀的SiO2包覆的CdSe/CdS核-壳结构的荧光二氧化硅微球。虽然现在荧光二氧化硅微球种类繁多，但是通用的有机染料荧光试剂主要是荧光素、罗丹明、BODIPY、花青类染料等都具有传统的荧光基团，芳环等电子共轭结构和分子刚性结构产生荧光，制备的荧光二氧化硅微球通常水溶性较差，生物相容性较低及毒性较高，严重制约了它的应用。另外一种常用的荧光试剂为量子点，但其高毒性是一个非常难以解决的难题。因此制备出一种性质稳定、荧光强度高、水溶性好和低毒性的荧光二氧化硅微球具有重要的意义。常见的定性定量检测Fe3+的方法有：原子吸收、比色法、分光光度法、循环伏安法、荧光探针法等等。CN102391150A提供一种铁离子荧光探针化合物对苯二胺缩二乙酸乙酯基苯甲醛及其制备方法，该化合物在缓冲溶液中对铁离子表现出识别性，最低可探测的铁离子浓度为10-6mol/L。目前利用荧光探针法检测Fe3+的专利有很多，但是仍有许多方面的不足，比如荧光探针制备过程相对繁琐，检测限较高，不能进行快速定量检测等。因此，克服以上不足，制备出一种使用方便、检测限低、抗干扰能力强同时可进行快速定量检测的Fe3+探针具有重要的实际意义。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的内容之一在于提供一种不含典型荧光基团的二氧化硅荧光微球的制备方法，该二氧化硅荧光微球具有性质稳定、荧光强度高、水溶性好、低毒性和易于功能化的优点。本专利技术的内容之二在于提供的二氧化硅荧光微球可对Fe3+可进行专一性识别和快速定量检测，检测限为5.2nM，在0~45μM浓度范围内可进行快速定量检测。与现有Fe3+浓度检测方法相比，该荧光二氧化硅微球对Fe3+检测限远低于其他专利，而且操作简便、快速、准确率高，抗干扰能力强。本专利技术所提供的荧光二氧化硅微球的制备方法，包括以下步骤。（1）制备柠檬酰胺荧光小分子将无水柠檬酸和二氯亚砜加入到四氢呋喃中，反应完全后，旋蒸提纯制得纯净柠檬酰氯，然后将制得的柠檬酰氯和氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷在四氢呋喃中常温反应，旋蒸提纯后，制得柠檬酰胺荧光小分子。（2）制备荧光二氧化硅微球将正硅酸乙酯、柠檬酰胺荧光小分子、去离子水、氨水按一定质量比加入到醇类和水的混合溶剂中充分反应，过滤、洗涤、干燥后研磨成粉，制得荧光二氧化硅微球。作为优选技术方案，在合成荧光二氧化硅微球的过程中，所述的醇类溶剂为甲醇、乙醇或丁醇，优选无水乙醇。作为优选技术方案，在合成荧光二氧化硅微球的过程中，所述荧光二氧化硅微球的粒径为100~300nm，优选140nm。作为优选技术方案，在合成荧光二氧化硅微球的过程中，所述正硅酸乙酯、柠檬酰胺荧光小分子、去离子水、氨水按一定质量比1：(0.02~0.2)：(8~12)：(2~4)，优选为1:0.05:10:3。作为优选技术方案，在合成荧光二氧化硅微球的过程中，所述的醇类和水的体积比(8~12):1，优选为10：1。作为优选技术方案，在合成荧光二氧化硅微球的过程中，所述的荧光二氧化硅微球需要在室温下搅拌反应4~10h，优选6h。作为优选技术方案，在合成荧光二氧化硅微球的过程中，所述干燥过程温度范围是0~150℃，优选120℃。作为优选技术方案，配置荧光二氧化硅微球溶液时，以去离子水为溶剂，浓度为1~10μg/ml，优选2μg/ml。与现有技术相比，本专利技术第一次使用不含有典型荧光基团的柠檬酰胺荧光小分子作为荧光源，通过与正硅酸乙酯共水解制备二氧化硅荧光微球，该二氧化硅荧光微球具有荧光强度高、生物相容性好、水溶性高和毒副作用低的优点，在制备环境友好的发光材料、医学治疗、生物荧光标记和离子检测等方面具有广泛的应用潜力。附图说明图1为实施例一制备的荧光二氧化硅微球扫描电镜图片。图2为实施例一制备的荧光二氧化硅微球在不同激发波长下的荧光光谱图。图3为实施例一制备的荧光二氧化硅微球对各离子识别的荧光光谱图。图4为实施例一制备的荧光二氧化硅微球对Fe3+识别的荧光光谱图。图5为实施例一制备的荧光二氧化硅微球对Fe3+识别的线性关系图。具体实施方式以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。这些实施例用于说明本专利技术而不限于限制本专利技术的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体条件做进一步调整。以下通过实施例来说明本专利技术的具体实施过程。实施例一（1）制备柠檬酰胺荧光小分子将1g无水柠檬酸和1.2ml二氯亚砜置于充满氮气的烧瓶中，在-5℃下搅拌12h。然后将所得柠檬酰氯，旋蒸提纯三次，除去过量的二氯亚砜，得到纯净的柠檬酰氯。再将柠檬酰氯溶于40ml四氢呋喃，搅拌条件下滴加3.8mlAEAPMS继续反应3h，得到柠檬酰胺荧光小分子粗产物。将所得柠檬酰胺小分子粗产物用石油醚旋蒸提纯三次，得到纯柠檬酰胺荧光小分子。（2）制备荧光二氧化硅微球首先在250ml圆底烧瓶中依次加入80ml无水乙醇、10ml水和3ml氨水，室温下用磁力搅拌器搅拌30min。然后将溶解在20ml无水乙醇中混合均匀的0.08g柠檬酰胺荧光小分子和1ml正硅酸乙酯(TEOS)缓慢滴加到上述混合溶液中。搅拌6h后，离心、洗涤，并于120℃干燥两小时得到荧光二氧化硅微球。（3）以去离子水为溶剂配制荧光二氧化硅微球溶液，浓度为2μg/ml，进行检测的Fe3+浓度范围0~80μM。设定最佳激发波长为360nm，记录溶液的荧光强度随Fe3+浓度变化图谱。其检测限为5.2nM，线性范围0~45μM。实施例二（1）制备柠檬酰胺荧光小分子将1g无水柠檬酸和1.2ml二氯亚砜置于充满氮气的烧瓶中，在-0℃下搅拌14h。然后将所得柠檬酰氯，，旋蒸提纯三次，除去过量的二氯亚砜，得到纯净的柠檬酰氯。再将柠檬酰氯溶于40ml四氢呋喃，搅拌条件下滴加3.8mlAEAPMS继续反应5h，得到柠檬酰胺荧光小分子粗产物。将所得柠檬酰胺小分子粗产物用石油醚旋蒸提纯三次，得到纯柠檬酰胺荧光小分子。（2）制备荧光二氧化硅微球首先在250ml圆底烧瓶中依次加入80ml无水乙醇、10ml水和3ml氨水，室温下用磁力搅拌器搅拌30min。然后将溶解在20ml无水乙醇中混合均匀的0.06g柠檬酰胺荧光小分子和0.8ml正硅酸乙酯(TEOS)缓慢滴加到上述混合溶液中。搅拌6h后，离心、洗涤，并于100℃干燥两小时得到荧光二氧化硅微球。（3）以去离子水为溶剂配制荧光二氧化硅微球溶液，浓度为3μg/ml，进行检测的Fe3+浓度范围0~80本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种快速定量检测铁离子的荧光二氧化硅微球制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）制备柠檬酰胺荧光小分子将无水柠檬酸和二氯亚砜加入到四氢呋喃中，反应完全后，旋蒸提纯制得纯净柠檬酰氯，然后将制得的柠檬酰氯和氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷在四氢呋喃中常温反应，旋蒸提纯后，制得柠檬酰胺荧光小分子；（2）制备荧光二氧化硅微球将正硅酸乙酯、柠檬酰胺荧光小分子、去离子水、氨水按一定质量比加入到醇类和水的混合溶剂中充分反应，过滤、洗涤、干燥后研磨成粉，制得荧光二氧化硅微球。

【技术特征摘要】
1.一种快速定量检测铁离子的荧光二氧化硅微球制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）制备柠檬酰胺荧光小分子将无水柠檬酸和二氯亚砜加入到四氢呋喃中，反应完全后，旋蒸提纯制得纯净柠檬酰氯，然后将制得的柠檬酰氯和氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷在四氢呋喃中常温反应，旋蒸提纯后，制得柠檬酰胺荧光小分子；（2）制备荧光二氧化硅微球将正硅酸乙酯、柠檬酰胺荧光小分子、去离子水、氨水按一定质量比加入到醇类和水的混合溶剂中充分反应，过滤、洗涤、干燥后研磨成粉，制得荧光二氧化硅微球。2.如权利要求1所述的一种快速定量检测铁离子的荧光二氧化硅微球制备方法，其特征是步骤（2）所述荧光二氧化硅微球的粒径为100~300nm。3.如权利要求1所述的一种快速定量检测铁离子的荧光二氧化硅微球制备方法，其特征是步骤（2）所述的正硅酸乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：张昊，关瑞芳，许翠，聂晨，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：山东,37