基于四苯基乙烯衍生物的关闭-开启式荧光传感器及制备方法技术

本发明专利技术公开了基于四苯基乙烯衍生物的关闭‑开启式荧光传感器及制备方法，该方法为将四苯基乙烯衍生物放入溶剂中，震荡直至完全溶解，得到溶液(I)，将溶液(I)加入到HEPES缓冲液中，配制成溶液(II)即为传感器。本发明专利技术的荧光传感器利用四苯基乙烯衍生物，具有明显的聚集诱导发光效应，发光性能优异；本发明专利技术的荧光传感器制备方法简便、反应条件温和，在水溶液条件下进行，对环境无污染，荧光传感器化学稳定性好、灵敏度高、选择性好，与商品荧光仪器联合使用可以实现对铜离子和ATP的快速响应以及实时监测；本发明专利技术以试纸形式的荧光传感器不需要荧光仪器，对铜离子、ATP具有特异性关闭‑开启荧光的效果，便于现场实时检测。

Closed-open fluorescence sensor based on tetraphenylethylene derivatives and its preparation method

The invention discloses a closed and open fluorescence sensor based on tetraphenylethylene derivatives and a preparation method. The method is to put the tetraphenylethylene derivatives into a solvent, shake it until it is completely dissolved, and obtain a solution (I). The solution (I) is added to the HEPES buffer solution, and the solution (II) is prepared as a sensor. The fluorescent sensor of the invention has obvious agglomeration induced luminescence effect and excellent luminescence performance by using tetraphenylethylene derivatives; the preparation method of the fluorescent sensor of the invention is simple, the reaction conditions are mild, and the fluorescent sensor is carried out under the condition of water solution, which has no pollution to the environment, good chemical stability, high sensitivity and good selectivity, and can be used in combination with commercial fluorescent instruments. The fluorescent sensor in the form of test paper does not need fluorescent instrument, and has the effect of specifically closing and opening fluorescence for copper ion and ATP, so it is convenient for real-time detection in the field.

【技术实现步骤摘要】
基于四苯基乙烯衍生物的关闭-开启式荧光传感器及制备方法
本专利技术属于荧光传感器制备
，具体涉及基于四苯基乙烯衍生物的关闭－开启式荧光传感器及制备方法。
技术介绍
通常情况下，荧光分子在溶液中发光显著，在聚集态或者固体状态下发光微弱甚至不发光，这种现象被称为聚集导致淬灭(Aggregation-causedQuenching，ACQ)。造成这种现象是由于分子间相互作用形成了荧光淬灭的激基缔合物和激基复合物等物质。然而在实际应用中，荧光材料多以聚集体或固体薄膜的形式出现，比如有机发光二极管、有机场效应晶体管(OFETs)等光电设备领域，因此这种分子聚集而导致的荧光淬灭效应，大大限制了荧光材料在实际生产中的应用和发展。2001年，“聚集诱导发光”(aggregationinducedemission，AIE)现象的发现为荧光材料的研究提供了新的方向。唐本忠教授课题组发现新型荧光材料在单分子态下几乎观察不到发光现象，而在聚集态具有明显的荧光效应，他们称此现象为“聚集诱导发光”效应。AIE效应可以从根本上克服了ACQ效应，促进了有机发光材料的发展及其实际应用。近年来，使用荧光传感器来检测各种重金属离子、阴离子，特别是在生物能量转移和物质代谢方面，引起人们的广泛关注。需要指出的是，由于ACQ效应的存在，即使荧光传感器中有许多不同的发色团，其荧光强度依然较弱，甚至在高浓度或聚集状态下猝灭。聚集诱导荧光猝灭等复杂问题的出现，严重限制了荧光传感器的实际应用与发展。聚集诱导发光(AIE)效应为解决ACQ问题提供了途径，并开始用于新型荧光传感器的设计。其中，四苯基乙烯(TPE)具有高固体发光效率、高产率和易功能化等优点，从而成为发展最快的聚集诱导发光材料之一。这种优异的化学和光学性能使得TPE及其衍生物超灵敏和高选择性的荧光生物传感器方面具有广阔的应用前景。众所周知，铜离子广泛分布于生物组织中，适量的Cu2+可以有效增强人体的免疫功能，是人体必需的微量金属离子之一。但研究表明，过量的Cu2+摄入也可引起组织缺血、急性肝脏病变和肾功能衰竭等疾病。人体摄取铜离子的主要途径是食物和水，因此如何快速准确地对食物或水中Cu2+的含量进行检测分析是医学、卫生、环境等领域的重要研究课题之一。目前，铜离子的常规测量方法是电化学技术，但该方法检测成本昂贵且仪器不方便携带，限制了电化学传感器在Cu2+检测方面的应用。除了必需的痕量金属离子外，磷酸盐也是生物系统中的重要离子。在磷酸离子中，腺嘌呤核苷三磷酸(ATP)由于其作为细胞内直接能源物质和细胞外信号传导介质，引起广泛关注。因此，设计和构建高选择性和高灵敏性的ATP荧光传感器，具有十分重要的应用价值。传统的离子检测方法如电化学方法、原子吸收光谱法、电感耦合等离子体质谱法，普遍存在设备昂贵、操作复杂和检测灵敏度低等缺点。而荧光分析方法不仅具有灵敏度高、选择性强、设备简单等优点，其检测精度也比普通的比色法和分光光度法高2～3个数量级。因此，发展基于有机发光分子的荧光分析检测方法具有重要的应用价值。在众多的有机发光分子中，四苯基乙烯(TPE)由于简单的化学结构和典型的聚集诱导发光效应，被广泛用于荧光传感器的制备。需要指出的是，尽管基于TPE衍生物的荧光检测方法已经取得了长足的发展，但这些荧光传感器大多是需要在有机溶剂中进行检测操作，极易对环境造成污染。因此，如何制备用于纯水溶液中的离子检测方法，并进一步将其试纸化，成为荧光传感器研究的热点问题。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的是克服现有技术的不足，提供基于四苯基乙烯衍生物的关闭-开启式荧光传感器。本专利技术的第二个目的是提供基于四苯基乙烯衍生物的关闭-开启式荧光传感器的制备方法。本专利技术的技术方案概述如下：基于四苯基乙烯衍生物的关闭-开启式荧光传感器的制备方法，包括如下步骤：(1)将四苯基乙烯衍生物(C)放入溶剂中，震荡直至完全溶解，得到溶液(I),所述溶剂为摩尔浓度10-100μM的三乙胺水溶液；所述四苯基乙烯衍生物(C)与三乙胺的摩尔比为1:5-10；(2)按体积比为1:5-20，将溶液(I)加入到pH＝6.2-8.2的HEPES缓冲液中，配制成溶液(II)即第一种基于四苯基乙烯衍生物的关闭-开启式荧光传感器。四苯基乙烯衍生物(C)的结构式为：还包括如下步骤：按比例，将1-5mg的CuSO4溶于100mL溶液(II)中，得到命名为溶液(III)的四苯基乙烯羧酸-Cu2+溶液，即第二种基于四苯基乙烯衍生物的关闭-开启式荧光传感器。还包括如下步骤：将滤纸浸于溶液(II)中，取出，在20-60℃真空干燥，得到第一种试纸，即第三种基于四苯基乙烯衍生物的关闭-开启式荧光传感器。还包括如下步骤：将滤纸浸于溶液(III)中，取出，在20-60℃真空干燥，得到第二种试纸，即第四种基于四苯基乙烯衍生物的关闭-开启式荧光传感器。上述方法制备的基于四苯基乙烯衍生物的关闭-开启式荧光传感器。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术的基于四苯基乙烯衍生物的关闭-开启式荧光传感器利用四苯基乙烯衍生物，具有明显的聚集诱导发光效应，发光性能优异；(2)本专利技术的基于四苯基乙烯衍生物的关闭-开启式荧光传感器的制备方法简便、反应条件温和，在水溶液条件下进行，对环境无污染，满足绿色化学的特点，所制备的基于四苯基乙烯衍生物的关闭-开启式荧光传感器化学稳定性好、灵敏度高、选择性好，将这类基于四苯基乙烯衍生物的关闭-开启式荧光传感器与商品荧光仪器联合使用可以实现对铜离子和ATP的快速响应以及实时监测；(3)本专利技术以试纸形式的基于四苯基乙烯衍生物的关闭-开启式荧光传感器不需要荧光仪器，对铜离子以及ATP具有特异性关闭-开启荧光的效果，可实现工业化以及便于现场实时检测。附图说明图1为基于四苯基乙烯衍生物的关闭-开启式荧光传感器荧光发射谱图；图2为基于四苯基乙烯衍生物的关闭-开启式荧光传感器阳离子选择性荧光发射谱图；图3为基于四苯基乙烯衍生物的关闭-开启式荧光传感器阳离子选择性在365nm紫外灯照射下实物图；图4为基于四苯基乙烯衍生物的关闭-开启式荧光传感器阴离子选择性荧光发射谱图；图5为基于四苯基乙烯衍生物的关闭-开启式荧光传感器阴离子选择性在365nm紫外灯照射下实物图；图6为基于四苯基乙烯衍生物的关闭-开启式荧光传感器生物离子选择性365nm紫外灯照射下实物图；图7为基于四苯基乙烯衍生物的关闭-开启式荧光传感器(第一种试纸)检测效果的紫外灯照射下实物图。图8为基于四苯基乙烯衍生物的关闭-开启式荧光传感器(第二种试纸)检测效果的紫外灯照射下实物图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，所述是对本专利技术的解释而不是限定。实施例和检测实例中所用原料均为本领域常规试剂，市购产品。所用设备均为本领域常规设备。其中本实验采用了巩义市予华仪器有限责任有限公司生产的ZF-20D暗箱式紫外分析仪，在365nm紫外灯照射下，得到实物图片。采用日本Hitachi公司F-2500型荧光分光光度计，测定不同储备液的荧光光谱，其中采用1×1cm的石英比色皿，激发波长为365nm，试验收集发射波长范围为375-800nm，试验测定温度为室温条件。实施例1四苯基乙烯衍生物(C)的制备：(1)将四-(4-羟基苯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于四苯基乙烯衍生物的关闭‑开启式荧光传感器的制备方法，其特征是包括如下步骤：(1)将四苯基乙烯衍生物(C)放入溶剂中，震荡直至完全溶解，得到溶液(I),所述溶剂为摩尔浓度10‑100μM的三乙胺水溶液；所述四苯基乙烯衍生物(C)与三乙胺的摩尔比为1:5‑10；(2)按体积比为1:5‑20，将溶液(I)加入到pH＝6.2‑8.2的HEPES缓冲液中，配制成溶液(II)即第一种基于四苯基乙烯衍生物的关闭‑开启式荧光传感器。

【技术特征摘要】
1.基于四苯基乙烯衍生物的关闭-开启式荧光传感器的制备方法，其特征是包括如下步骤：(1)将四苯基乙烯衍生物(C)放入溶剂中，震荡直至完全溶解，得到溶液(I),所述溶剂为摩尔浓度10-100μM的三乙胺水溶液；所述四苯基乙烯衍生物(C)与三乙胺的摩尔比为1:5-10；(2)按体积比为1:5-20，将溶液(I)加入到pH＝6.2-8.2的HEPES缓冲液中，配制成溶液(II)即第一种基于四苯基乙烯衍生物的关闭-开启式荧光传感器。2.根据权利要求1所述的方法，其所述特征四苯基乙烯衍生物(C)的结构式为：3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是还包括如下步骤：按比例，将1-5mg的CuS...

【专利技术属性】
技术研发人员：任相魁，耿来垚，赵阳，郭锦棠，冯亚凯，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12