一种用于区分硝基苯酚类化合物的荧光阵列传感器及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于区分硝基苯酚类化合物的荧光阵列传感器及其制备方法，该荧光阵列传感器由金属

【技术实现步骤摘要】
一种用于区分硝基苯酚类化合物的荧光阵列传感器及其制备方法


[0001]本专利技术涉及材料科学、发光学、传感
，具体而言涉及一种用于区分硝基苯酚类化合物的荧光阵列传感器及其制备方法。

技术介绍

[0002]硝基苯酚类化合物作为精细化学品合成中的重要中间体，被广泛用于农药、医药、染料等的生产过程中；例如最常见一种解热镇痛药——扑热息痛，就是在对硝基苯酚的基础上合成的。然而，硝基苯酚类化合物因其对中枢神经系统和迷走神经末梢的刺激和抑制作用，以及可能的高铁血红蛋白血症和呼吸困难，被包括联合国在内的许多组织和国家认定为有毒污染物。因此，开发一种方便快捷、灵敏准确的检测方法以实现硝基苯酚类化合物的区分具有重要意义。
[0003]相较于其它检测方法，基于荧光变化的检测方法无需昂贵的仪器与繁琐的操作，同时兼具便携性与准确性，受到了研究者的广泛关注。近些年来，虽然荧光传感器在准确性、灵敏性等方面有了长足的发展与进步，但依旧存在相似物干扰、特异性设计与器件小型化困难、检测效率低的缺点，这是因为绝大多数的荧光传感器的检测原理都类似于“锁
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钥”模型，即通过传感器对单一待测物的特异性响应实现其精确识别，因此亟待开发出一种新的方法，以从根本上解决这些问题。受启发于哺乳动物的味觉与嗅觉系统，在一个传感器内设计多个传感单元的阵列传感器似乎能解决上述问题。此类传感器利用其多个传感单元与多个底物之间交叉反应所产生的指纹识别图谱，在简化了设计流程的同时，能够实现多个底物、尤其是多个相似物的高效准确识别与区分，有望填补普通荧光传感器的应用空白并应用于实际生活中。
[0004]发光金属
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有机框架材料具有优良的光学性能以及可用于后修饰的孔道结构，可以被设计为传感器应用于实际生活。现有的用于特定硝基苯酚识别的发光金属
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有机框架材料基荧光传感器都是基于特异性传感原理的，同时也未发现用于硝基苯酚类化合物识别与区分的发光金属
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有机框架材料基阵列传感器，因此开发一种基于发光金属
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有机框架材料的荧光阵列传感器实现硝基苯酚类化合物的识别与区分具有重要意义。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，填补发光金属
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有机框架材料识别区分硝基苯酚类化合物的空白，本专利技术的目的是提供一种用于区分硝基苯酚类化合物的荧光阵列传感器及其制备方法。
[0006]本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]一种用于区分硝基苯酚类化合物的荧光阵列传感器，充分利用了金属
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有机框架材料的孔道优势，在金属
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有机框架材料的孔道中引入多个稀土离子，构建具有多个稳定、易区分发光中心的阵列传感器，并以每个发光中心作为传感单元，利用系列相似物对不同
传感器单元的交叉响应，可实现对硝基苯酚类化合物的区分；所述可用于区分硝基苯酚类化合物的阵列传感器由金属
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有机框架材料及其孔道中的稀土离子组成，其质量组成为：金属
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有机框架材料98％～99.99％，稀土离子0.01％～2％。
[0008]本专利技术的一种用于区分硝基苯酚类化合物的荧光阵列传感器的制备方法，包括以下两个步骤：
[0009]步骤一、金属
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有机框架材料的合成
[0010]将芳香多羧酸有机配体与金属盐分散溶解于溶剂中，其中芳香多羧酸有机配体、金属盐、溶剂的用量比为：0.001mol～0.1mol:0.001mol～0.1mol:5～25mL；加入酸性溶液，超声分散，置于70℃～120℃的油浴锅中加热反应8h～72h，反应结束后离心并用多种溶剂反复洗涤，之后在30℃～120℃的温度下真空干燥8h～72h，得到金属
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有机框架材料。
[0011]步骤二、稀土离子的后修饰
[0012]称取稀土盐水合物分散溶解于溶剂中，稀土盐水合物与溶剂的用量比为：0.0001mol～0.01mol:5～25mL，得到混合溶液，之后向混合溶液中加入步骤一中制备的金属
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有机框架材料，并使其浓度范围保持在0.1g/L～10g/L；将上述溶液置于30℃～120℃的烘箱中保温8h～72h，之后离心并用多种溶剂反复洗涤，干燥后得到用于区分硝基苯酚类化合物的荧光阵列传感器。
[0013]上述技术方案中，步骤一所述的芳香多羧酸有机配体选自1,4
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苯二甲酸、2
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氨基对苯二甲酸、1,3,5
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苯三甲酸、1,2,4,5
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苯四甲酸、1,4
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萘二甲酸或2,6
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萘二甲酸中的两种。
[0014]进一步地，步骤一所述的金属盐选自六水合氯化铝、九水合硝酸铝、六水合硝酸锌、二水合乙酸锌、七水合硫酸锌、氯化锆、八水合氧氯化锆、氯化铪、硝酸铅或四水合硝酸镉。
[0015]进一步地，步骤一与步骤二所述的溶剂选自去离子水、N,N
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二甲基甲酰胺、N,N
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二甲基乙酰胺、二甲亚砜、甲醇、乙醇、丙酮、二氯甲烷或1,4
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二氧六环中的任一种或任几种混合溶液。
[0016]进一步地，步骤一中所述的酸性溶液选自盐酸、硝酸、硫酸、磷酸、甲酸或乙酸溶液。
[0017]进一步地，步骤二中所述的稀土盐水合物选自六水合硝酸铕、六水合硝酸铽、六水合硝酸镝或六水合硝酸钐。
[0018]本专利技术用于区分硝基苯酚类化合物的荧光阵列传感器可作为荧光传感探针检测区分硝基苯酚类化合物。
[0019]本专利技术的有益效果在于：
[0020]1.本专利技术仅使用简单的水热法与后期浸泡法，就能将有机配体、稀土离子等不同的传感单元引入一个发光金属
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有机框架材料中并构建了多个发光中心，其制备过程简单方便、成本很低。
[0021]2.稀土离子4f电子受到外层5s、5p满壳层电子保护，因此稀土离子的发光光谱尖锐且固定，在不同环境中位移小，易于分辨，不会出现稀土离子发光峰之间相互或与配体发光峰交叠的现象。故使用稀土离子构建阵列传感器，
[0022]既保证了阵列传感器发光的稳定性，也让后续的发光光谱的辨识更加准确。
[0023]3.稀土离子较传统有机荧光染料而言体积更小，因此引入稀土离子不易破坏金属
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有机框架材料的结构。
[0024]4.使用多种有机配体，相较于单一有机配体，扩大了荧光阵列传感器传感单元的可选择范围，可以复合采用天线效应、竞争吸收、荧光共振能量转移、光致电子转移等多种荧光传感机制来提升阵列传感区分硝基苯酚类化合物的性能。
[0025]5.相较于不同传感单元分别测试的传感器，此传感器在单一波长激发光下就可以实现对所有的传感单元的监测，且每种分析物只需要一次测试就可以完成，有效地避免了不同测试时间、以及测试顺序和测试环境对发光光谱的干扰，测试效率也大本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于区分硝基苯酚类化合物的荧光阵列传感器，其特征在于：所述可用于区分硝基苯酚类化合物的荧光阵列传感器由金属
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有机框架材料及其孔道中的稀土离子组成，其质量组成为：金属
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有机框架材料98％～99.99％，稀土离子0.01％～2％。2.制备如权利要求1所述的用于区分硝基苯酚类化合物的荧光阵列传感器的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、金属
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有机框架材料的合成将芳香多羧酸有机配体与金属盐分散溶解于溶剂中，其中芳香多羧酸有机配体、金属盐与溶剂的用量比为0.001mol～0.1mol:0.001mol～0.1mol:5～25mL；加入酸性溶液，超声分散，置于70℃～120℃的油浴锅中加热反应8h～72h，反应结束后离心并洗涤，之后在30℃～120℃的温度下真空干燥8h～72h，得到金属
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有机框架材料；步骤二、稀土离子的后修饰称取稀土盐水合物分散溶解于溶剂中，稀土盐水合物与溶剂的用量比为0.0001mol～0.01mol:5～25mL，得到混合溶液，之后向混合溶液中加入步骤一中制备的金属
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有机框架材料，并使其浓度范围保持在0.1g/L～10g/L；将上述溶液置于30℃～120℃的烘箱中保温8h～72h，之后离心并洗涤，干燥后得到用于区分硝基苯酚类化合物的荧光阵列传感器。3.根据权利要求2所述的用于区分硝基苯酚类化合物的荧光阵列传感器的制备方法，其特征在于：步骤一所述的芳香多羧酸有机...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔元靖，姜子玮，钱国栋，杨雨，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：