一种基于聚集诱导发光型金属有机框架的荧光阵列传感器及其制备方法、应用技术

本发明专利技术公开了基于聚集诱导发光型金属有机框架的荧光阵列传感器及其制备方法、应用，以羧基和吡啶基功能化的四苯乙烯基配体的聚集诱导发光型金属有机框架材料作为传感单元构建阵列传感器。羧基配位的传感单元可在水相中分别对氮杂芳环类、硝基烯类以及硝胺类炸药产生增强发光式、强淬灭式以及弱淬灭式的荧光信号输出；而吡啶配位的传感单元对上述三类炸药产生不同程度的淬灭式荧光信号输出。通过多通道酶标仪测定阵列传感单元在加入混合炸药前后特征峰强度的变化，通过主成分分析法进行对比检测分析。本发明专利技术提出的阵列传感器检测时间短，制备方便，应用范围广，且水相检测环保安全，具有便携式应用的潜力，在多通道阵列检测领域有很大的应用前景。领域有很大的应用前景。领域有很大的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种基于聚集诱导发光型金属有机框架的荧光阵列传感器及其制备方法、应用


[0001]本专利技术属于阵列荧光传感
，尤其涉及一种基于聚集诱导发光型金属有机框架的荧光阵列传感器与其制备方法以及在混合炸药检测中的应用。

技术介绍

[0002]传统单质炸药分子结构主要为硝基芳环类，如2,4,6
‑
三硝基甲苯(TNT)。上世纪末硝胺类炸药分子成为了新型高能量密度炸药的代表，如黑索金和奥克托今。虽然这些单质炸药已被成功应用于发射药、推进剂等领域，但仍存在摩擦、静电以及热感度高的安全性的问题。对于炸药分子的降感研究一直是含能材料领域的研究热点。混合炸药配方研究是目前最有效的降感方法之一。氮杂芳环类含能化合物具有优异爆轰性能的同时也具备较低的感度，可作为混合炸药中含能降感的优良组分，如基于TNT与NTO的钝感混合炸药配方。在制备与存储过程中维持混合炸药准确的配方组成配比是保证炸药安全性与有效性的重要条件。因此对配方组分的快速与准确检测是混合炸药质量控制的有效手段。
[0003]目前测定单个炸药含量的方法较多，如气相色谱法、液相色谱法、分光光度法、电化学检测法等，但是对混合炸药的检测目前仍是一项挑战。一方面，在单独检测或者平行检测炸药分子时，大都基于对特征官能团(如硝基)的单一识别作用，当进行混合炸药检测时则会产生信号重叠影响定量的准确性。另一方面，氮杂芳环含能分子结构种类繁多，对其检测仍是难点。近年来，荧光阵列传感分析在多重目标识别检测领域得到了广泛的研究。通过多重检测单元对同一检测目标识别，在不同单元之间产生荧光信号变化的区别得到针对靶标的指纹数据库，结合统计学降维分析，以实现对多元或混合物目标的高灵敏度、高通量的检测。因此，荧光阵列传感可以作为混合炸药组分检测的一种新型方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对现有混合炸药检测技术的局限，提出了一种基于聚集诱导发光型金属有机框架材料的荧光阵列传感器的制备及其应用。本专利技术的目的是提供一种检测快速、准确、便携以及应用范围广的混合炸药荧光阵列传感器。
[0005]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0006]本专利技术实施例的第一方面提供了一种基于聚集诱导发光型金属有机框架的荧光阵列传感器，由第一类聚集诱导发光型金属有机框架传感单元和第二类聚集诱导发光型金属有机框架传感单元构成；所述第一类聚集诱导发光型金属有机框架传感单元所使用的配体分子是羧基四苯乙烯配体分子；所述第二类聚集诱导发光型金属有机框架传感单元所使用的配体分子是吡啶基四苯乙烯配体分子。
[0007]进一步地，所述羧基四苯乙烯配体分子其结构中包含四苯乙烯骨架基团以及四个或者两个羧基配位基团；所述吡啶基四苯乙烯配体分子其结构中包含四苯乙烯骨架基团以及四个或者两个吡啶基配位基团。
[0008]进一步地，所述羧基四苯乙烯配体分子为四(4
‑
羧基苯)乙烯，其结构式如式(1)所示，其中，R1基团为式(2)或式(3)中的一种，R2基团与R1结构相同或者为结构式(4)：
[0009][0010]所述吡啶基四苯乙烯配体分子为四(4
‑
吡啶联苯基)乙烯，其结构式为式(5)或式(6)所示：
[0011][0012]进一步地，所述两类聚集诱导发光型金属有机框架传感单元均使用Zn(II)作为金属节点。
[0013]本专利技术实施例的第二方面提供了一种基于聚集诱导发光型金属有机框架的荧光阵列传感器的制备方法，包括如下步骤：
[0014](1)将Zn(II)盐与四苯乙烯基配体分子超声溶解于有机分散相中，其中金属盐浓度范围为0.001M
‑
0.1M，四苯乙烯基配体分子的浓度范围为0.001M
‑
0.1M，随后在60
‑
150℃加热条件下反应2
‑
4天得到固体产物，经离心洗涤、干燥后得到聚集诱导发光型金属有机框架；
[0015](2)配制传感单元的储备液：将步骤(1)制得的聚集诱导发光型金属有机框架超声分散于水中，得到浓度为1
‑
3mg/mL的多个传感单元储备液；
[0016](3)将步骤(2)制得的传感单元储备液用反应溶液稀释后得到浓度为0.02
‑
0.2mg/mL的传感单元；
[0017](4)将步骤(2)制得的多个传感单元组合即构成混合炸药的荧光阵列传感器。
[0018]进一步地，步骤(1)中所述Zn(II)盐为硝酸锌、氯化锌以及硫酸锌等Zn(II)无机盐；所述有机分散相为N,N
‑
二甲基甲酰胺、N,N
‑
二乙基甲酰胺、甲醇、乙醇、水中的一种或者多种按任意比例混合的混合溶液。
[0019]进一步地，步骤(1)中所述干燥条件为30
‑
60℃真空或者常压干燥。
[0020]本专利技术实施例的第三方面提供了一种所述的荧光阵列传感器或由上述的制备方法制得的荧光阵列传感器在检测混合炸药单独成分以及混合配方组分比例中的应用。
[0021]进一步地，所述应用的方法包括如下步骤：
[0022](1)在96孔板上依次加入所有传感单元，向每个传感单元加入已知浓度的单组分炸药或已知配方比例的混合炸药，测试加入待测物前后每个孔在375nm激发光下，480nm
±
10nm范围内选定波长的荧光强度，得到针对不同目标物的荧光阵列比对数据库；
[0023](2)按照步骤(1)的方法，测试未知混合炸药配方的荧光阵列数据；
[0024](3)使用主成分分析法或线性判别分析法，对步骤(1)和(2)中的阵列数据进行比对测试，得到未知混合炸药的配方组分比例；
[0025]进一步地，所述混合炸药中含有的单组分包括：三硝基甲苯、1,3,5,7
‑
四硝基
‑
1,3,5,7
‑
四氮杂环、1,3,5
‑
三硝基
‑
1,3,5
‑
三氮杂环己烷、1,1
‑
二氨基
‑
2,2
‑
二硝基乙烯、5,5
′‑
二硝基
‑
3,3
′‑
联(1,2,4
‑
三唑)、5,5
′‑
二氨基
‑
3,3
′‑
联(1,2,4
‑
三唑)、3
‑
硝基
‑
1,2,4
‑
三唑
‑5‑
酮、4,5
‑
二硝基
‑
1氢
‑
咪唑或5
‑
氨基
‑
1氢
‑
四唑，其检测浓度范围为1μM
‑
5mM。
[0026]进一步地，所述混合炸药配方为氮杂芳环类炸药、硝基烯类炸药、硝胺类炸药或以上三类炸药分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于聚集诱导发光型金属有机框架的荧光阵列传感器，其特征在于，由第一类聚集诱导发光型金属有机框架传感单元和第二类聚集诱导发光型金属有机框架传感单元构成；所述第一类聚集诱导发光型金属有机框架传感单元所使用的配体分子是羧基四苯乙烯配体分子；所述第二类聚集诱导发光型金属有机框架传感单元所使用的配体分子是吡啶基四苯乙烯配体分子。2.根据权利要求1所述的荧光阵列传感器，其特征在于，所述羧基四苯乙烯配体分子其结构中包含四苯乙烯骨架基团以及四个或者两个羧基配位基团；所述吡啶基四苯乙烯配体分子其结构中包含四苯乙烯骨架基团以及四个或者两个吡啶基配位基团。3.根据权利要求2所述的荧光阵列传感器，其特征在于，所述羧基四苯乙烯配体分子为四(4
‑
羧基苯)乙烯，其结构式如式(1)所示：其中，R1基团为式(2)或式(3)中的一种，R2基团与R1结构相同或者为结构式(4)：所述吡啶基四苯乙烯配体分子为四(4
‑
吡啶联苯基)乙烯，其结构式为式(5)或式(6)所示：4.根据权利要求1所述的荧光阵列传感器，其特征在于，所述两类聚集诱导发光型金属有机框架传感单元均使用Zn(II)作为金属节点。5.一种如权利要求1所述基于聚集诱导发光型金属有机框架的荧光阵列传感器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将Zn(II)盐与四苯乙烯基配体分子超声溶解于有机分散相中，其中金属盐浓度范围为0.001M
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0.1M，四苯乙烯基配体分子的浓度范围为0.001M
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0.1M，随后在60
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150℃加热条件下反应2
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4天得到固体产物，经离心洗涤、干燥后得到聚集诱导发光型金属有机框架；(2)配制传感单元的储备液：将步骤(1)制得的聚集诱导发光型金属有机框架超声分散
于水中，得到浓度为1
‑
3mg/mL的多个传感单元储备液；(3)将步骤(2)制得的传感单元储备液用反应溶液稀释后得到浓度为0.02
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0.2mg/mL的传感单元；(4)将步骤(2)制得的多个传感单元组合即构成混合炸药的荧光阵列传感器。6.根据权利要求5所述的荧光阵列传感器的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述Zn(II)盐为硝酸锌、氯化锌以及硫酸锌等Zn(II)无机盐；所述有机分散相为N,N
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二甲基甲酰胺、N,N
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二乙基甲酰胺、甲醇、乙醇、水中的一种或者多种按...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱隆懿，祝彬，罗军，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：