一种室温磷光检测毒品气体的芳香酚类化合物及其传感薄膜以及应用制造技术

本发明专利技术提供了一种室温磷光检测毒品气体的芳香酚类化合物及其传感薄膜以及应用。所述芳香酚化合物具有如式I所示的结构。所述薄膜中的有机物包括含有酚羟基的共轭芳香性大环化合物，同时芳环上还包含吸电子取代基，选取合适溶剂配制成溶液后通过滴涂、浸涂或旋涂等方法制备其传感薄膜，薄膜可对毒品气体进行传感，经研究发现传感后的薄膜具备室温磷光，因此，通过监测室温磷光强度的变化即可监测传感过程，室温磷光传感具有高灵敏度、高选择性、响应速度快和抗干扰能力强的优点，根据本发明专利技术提供的芳香酚类传感薄膜可实现以冰毒为代表的合成毒品的室温磷光型高效检测，有望将来应用于公安部门的缉毒工作中。

【技术实现步骤摘要】
一种室温磷光检测毒品气体的芳香酚类化合物及其传感薄膜以及应用
本专利技术属于毒品气体传感领域，具体涉及一种室温磷光检测毒品气体的芳香酚类化合物及其传感薄膜以及应用。
技术介绍
近年来，纯有机室温磷光(RTP)材料因其在生物成像、防伪、OLED等领域的广泛应用而成为研究热点。与无机或金属的复杂RTP系统相比，有机RTP材料低成本、环保、生物相容性好、稳定性佳且具有良好的加工性能，但是也同时面临更高的合成和设计难度。获得稳定的有机三线态激子十分困难，引入重原子、使用多种封装模式如限制发光体在刚性基质中、设置物理隔离层、高分子包覆和主客体嵌套等方法被加以应用。上述封装方式实现了发光寿命的稳定和延长，但是外界气体不具备渗透能力，无法与发光体接触，这大大地限制了其传感性能。获得具备高效室温磷光性能并具有较强渗透性的材料十分困难。使用室温磷光(RTP)代替荧光来检测，极大地增加了灵敏度、具备大的斯托克位移且具有门控发射的零背景等优点。基于三线态激子在典型环境变化下的猝灭，一系列RTP材料已成功地用于检测O2、温度、湿度等。甲基苯丙胺(methamphetamine，MPEA)俗称为“冰毒”，是我国滥用最为严重的毒品，其滥用对人类的健康和社会稳定都有极大的危害。各种分析技术如气相色谱、高效液相色谱、固相萃取和荧光传感等已被发展用于检测MPEA。但它们大多在溶液中获得成功，在气相中能发挥作用的较少。发展出一种高灵敏度、高选择性、快速反应和低成本的技术仍然十分具有挑战性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种室温磷光检测毒品气体的芳香酚类化合物及其传感薄膜以及应用，从而解决现有技术中缺乏有效的对毒品气体进行检测的室温磷光传感材料的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：根据本专利技术的第一方面，提供一种室温磷光检测毒品气体的芳香酚化合物，其通式如式I所示：其中，主体芳环结构Ar上具有酚羟基-OH，同时含有取代基A。进一步地，所述主体芳环结构Ar包括但不仅限于以下结构式中的任意一种：进一步地，所述芳香酚主体结构Ar上可连接1个或多个A取代基，A取代基包括但不仅限于醛基、羧基、酰基、酯基、酰胺基、硝基和亚硝基等吸电子基的任意一种或多种。根据本专利技术的第二方面，提供一种芳香酚类室温磷光传感薄膜的制备方法，包括：通过有机溶剂将如上所述的芳香酚化合物配制为一定浓度的有机溶液，将所述有机溶液涂覆到基底上，烘干，即可制成一种芳香酚类室温磷光传感薄膜。进一步地，所述芳香酚类室温磷光传感薄膜的制备方法中，芳香酚化合物在有机溶液中的浓度为0.2mg/mL～100mg/mL；优选浓度为1～3mg/mL。所述有机溶剂为二氯甲烷、四氢呋喃、乙酸乙酯、无水乙醇中的任意一种。进一步地，所述芳香酚类室温磷光传感薄膜的制备方法中，所使用的基底包括但不限于石英、单晶硅、玻璃、硅胶、纤维素和其他纳米多孔结构基底。所述芳香酚类室温磷光传感薄膜的制备方法中，所述成膜方法包括但不限于滴涂法、浸涂法和旋涂法。根据本专利技术的第三方面，提供一种芳香酚类室温磷光传感薄膜在室温磷光检测毒品气体中的应用。根据本专利技术的一个优选方案，提供如上所述的芳香酚类室温磷光传感薄膜，将所述芳香酚类室温磷光传感薄膜与甲基苯丙胺蒸气发生反应，通过检测所述芳香酚类室温磷光传感薄膜在传感前后出现的室温磷光信号的变化，即可实现毒品气体存在与否的检测。根据本专利技术的另一优选方案，通过检测所述芳香酚类室温磷光传感薄膜在传感前后出现的室温磷光信号的变化，还可进一步实现毒品气体浓度的检测，包括以下步骤：1)将所述芳香酚类室温磷光传感薄膜放置在容器中，用插入了两根软管的硅胶塞塞住容器口，分别注入已知不同浓度的甲基苯丙胺混合气体，利用荧光仪监测荧光发射时的发射强度增强率，将发射强度增强率与浓度的关系绘制成标准曲线；2)将所述芳香酚类室温磷光传感薄膜放置在容器中，用插入了两根软管的硅胶塞塞住容器口，注入未知浓度的甲基苯丙胺混合气体，利用荧光仪监测荧光发射时的发射强度增强率，将该发射强度增强率代入步骤1)所得标准曲线中，即可获得该甲基苯丙胺混合气体中甲基苯丙胺的含量。根据本课题组的前期研究，曾报道过一种离子对结构，特殊的芳香酚型-仲胺有机离子对体系中存在强力的磷光稳定化机制，使得其可以在接触空气的状态下稳定实现磷光模式发射。在此基础上，本专利技术进一步提供了一种可室温磷光检测毒品气体的芳香酚化合物结构。更进一步地，本专利技术将该芳香酚化合物制备成一种芳香酚类室温磷光传感薄膜，进行对N-甲基苯乙胺(Methylphenylethylamine,MPEA)，即甲基苯丙胺(methylamphetamine,MA)的模拟物的传感，利用该芳香酚类室温磷光传感薄膜的酚单元与甲基苯乙胺蒸气发生反应，通过检测所述芳香酚类室温磷光传感薄膜在传感前后出现的室温磷光信号的变化，实现了毒品气体存在与否的检测，更进一步地，还可实现毒品气体浓度的检测。应当理解的是，本专利技术所称的毒品是指以冰毒(甲基苯丙胺)为代表的合成毒品。还应当理解的是，根据本专利技术制备的具有芳香酚类化合物结构的薄膜并不是都具有室温磷光，但是它们在与毒品气体作用后，都具有室温磷光，换言之，本专利技术提供了一种能够室温磷光检测毒品气体的芳香酚类化合物及其传感薄膜，实现了室温磷光传感气相冰毒的应用。传感前后薄膜出现了室温磷光信号的变化，变化一般是“无”到“有”或者是“有”到“有”，强度都是在增加。因此，本专利技术通过检测所述芳香酚类室温磷光传感薄膜在传感前后出现的室温磷光信号的变化，实现了毒品气体的检测。根据本专利技术提供的一种室温磷光检测毒品气体的芳香酚类化合物及其传感薄膜以及应用，具有如下有益效果：1)根据本专利技术提供的芳香酚结构化合物，选取合适的有机溶剂将其溶解，可获得用于制备薄膜的一定浓度的溶液，选取石英片、玻璃片、硅胶等作为基底，溶液经旋涂、浸涂、滴涂或其他方式进行成膜，即可得到均匀的薄膜，该方法操作简便，成本低廉，易于实现；2)根据本专利技术提供的芳香酚结构化合物，成膜后获得的芳香酚类室温磷光传感薄膜可对毒品气体进行室温磷光传感，该种传感具有高灵敏度、高选择性、强抗干扰能力的特点，毒品对人体和社会的危害巨大，能实现对这一物质的气相传感，有望在公安缉毒过程中获得应用，具有重大意义；3)根据本专利技术，不仅扩充了可用于室温磷光传感的材料，还扩充了能对毒品气体进行传感的材料种类；4)根据本专利技术，不仅能实现对毒品气体存在与否的检测，更进一步地，还可实现毒品气体浓度的检测；5)根据本专利技术提供的芳香酚类室温磷光传感薄膜可以十分明显的区分甲基苯乙胺与多种其他的胺，即实现冰毒与其他胺的鉴别。综上所述，本专利技术首次提供了一种室温磷光检测毒品气体的芳香酚类化合物，该芳香酚类化合物结构包括含有酚羟基的共轭芳香性大环化合物，同时芳环上还包含吸电子取代基，通过选取合适溶剂将其配制成溶液，然后通过滴涂、浸涂或旋涂等方法制备其传感薄膜，该传感薄本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种室温磷光检测毒品气体的芳香酚化合物，其特征在于，具有如式I所示的结构：/n

【技术特征摘要】
1.一种室温磷光检测毒品气体的芳香酚化合物，其特征在于，具有如式I所示的结构：





2.根据权利要求1所述的芳香酚化合物，其特征在于，所述Ar为如下结构式的任意一种：





3.根据权利要求1所述的芳香酚化合物，其特征在于，所述Ar上可连接1个或多个取代基A，取代基A为吸电子取代基，包括：醛基、羧基、酰基、酯基、酰胺基、硝基、亚硝基中的任意一种或多种。


4.一种芳香酚类室温磷光传感薄膜的制备方法，其特征在于，包括：通过有机溶剂将如权利要求1～3中任意一项所述的芳香酚化合物配制为一定浓度的有机溶液，将所述有机溶液涂覆到基底上，烘干，即可制成一种芳香酚类室温磷光传感薄膜。


5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述芳香酚化合物在有机溶液中的浓度为0.2mg/mL～100mg/mL，优选浓度为1-3mg/ml；所述有机溶剂为二氯甲烷、四氢呋喃、乙酸乙酯、无水乙醇中的任意一种。


6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述基底的材料为石英、单晶硅、玻璃、硅胶、纤维素和纳米多孔结构中的任意一种；将所述有机溶液涂覆到基底上的...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅芬，徐炜，贺庆国，程建功，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31