AIE荧光材料的制备和应用制造技术

本发明专利技术属于荧光小分子自组装领域，具体公开了三种能自组装的荧光材料合成、自组装体的制备方法及其在阳离子检测上的应用。三种荧光材料分别为：（Z）

【技术实现步骤摘要】
AIE荧光材料的制备和应用


[0001]本专利技术属于荧光小分子自组装领域，涉及三种能自组装的荧光材料合成、自组装体的制备方法及其在阳离子检测及细胞毒性方面的应用。

技术介绍

[0002]具有可调控发光性能的发光材料是人们关注的热点，传统的有机荧光分子由于聚集引起的猝灭(ACQ)，只能在稀溶液中具有荧光性质，这极大地限制了其在固体发光材料中的应用。为了克服这一问题，人们做了许多努力，如在玻璃化转变温度较高的聚合物中加入支链或大环，或将其与玻璃化转变温度较高的聚合物共混，但结果都不理想。唐本忠院士等人在2001年发现的聚集诱导发光(aggregate
‑
induced emission,AIE)现象为解决这一问题提供了另一种途径。他们开发了一种新的分子，这种分子在溶液中荧光很微弱，但聚集后会发出强烈的光。这种异常的荧光行为是由于分子内旋的限制，聚集诱导的平面化，以及在某些情况下J
‑
聚集的形成。经过多年的研究，已经设计出许多具有AIE效应的神奇分子。
[0003]分子自组装是分子通过非共价键相互作用定向缔合成纳米或微米结构。AIE分子具有固态荧光效率高、发射颜色可变等优点，是构建发光微/纳米结构的理想基石。AIE分子由于其独特的性质，可以被设计为一种新型的功能材料，在生物、环境、材料、制药、农业等领域有着广泛的应用。然而，经典AIE分子由于其非平面拓扑结构难以有序排列，因而难以自发组装成有序的组装体。

技术实现思路

[0004]申请人课题组合成的绿色荧光蛋白发色团(HBI)衍生物同样具有AIE效应，并且绿色荧光蛋白发色团衍生物在一定条件下可通过自组装形成结构均匀的纳米材料。由于HBI来自于绿色荧光蛋白的发色团，因此，其衍生物的自组装体具有较好的生物相容性和较低的细胞毒性，使其在生物医药领域具有更好的应用。此外，由于分子自组装主要通过分子间氢键，π
–
π堆叠等非共价键形成，因此一些重金属离子可通过氢键的竞争抑制分子自组装导致荧光变化或通过离子瓦解分子自组装体导致荧光淬灭，从而实现对离子的检测。可基于此原理在纯水相体系或细胞内检测重金属离子。
[0005]基于上述技术原理，本专利技术有四个目的：(1)提供几种能够通过自组装形成具有荧光性质的纳米材料的HBI衍生物；(2)提供上述能够通过自组装形成具有荧光性质的纳米材料的HBI衍生物的制备方法；(3)提供上述HBI衍生物自组装形成纳米材料的方法；(4)提供上述具有荧光性质纳米材料检测汞离子和/或铜离子的方法。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采取下述技术方案：
[0007]一、一种检测重金属离子(汞离子和/或铜离子)的分子探针
[0008]所述分子探针由HBI衍生物在溶剂体系中自组装形成均匀的纳米纤维状结构。所述分子探针能够识别汞离子和/或铜离子。
[0009]所述HBI衍生物的结构式如下所示：
[0010][0011]其化学名称分别为：
[0012](Z)
‑5‑
(4
‑
二甲氨基苯亚甲基)
‑2‑
(2
‑
氰基乙基)
‑3‑
甲基咪唑啉酮，标记为XSG；
[0013](Z)
‑5‑
(3
‑
二甲氨基苯亚甲基)
‑2‑
(2
‑
氰基乙基)
‑3‑
甲基咪唑啉酮，标记为FSG；
[0014](Z)
‑5‑
(4
‑
羟基
‑
3,5
‑
二氟苯亚甲基)
‑2‑
正己基
‑3‑
甲基咪唑啉酮，标记为XWC。
[0015]所述分子探针由XSG在溶剂体系中自组装形成，所述溶剂体系为纯水体系和甲醇/水体系，所述甲醇/水体系中甲醇体积比为0～20％，例如可以是甲醇体积比为20％的甲醇/水体系；优选的，所述溶剂体系为纯水相，其中不含有机溶剂。
[0016]所述分子探针由FSG在溶剂体系中自组装形成，所述溶剂体系为甲醇/水体系、四氢呋喃/水体系、1,1,1,3,3,3
‑
六氟
‑2‑
丙醇/水体系或二甲亚砜/水体系，其中溶剂体系中甲醇体积比为0～20％，四氢呋喃体积比为0～10％，1,1,1,3,3,3
‑
六氟
‑2‑
丙醇体积比为0～10％，二甲亚砜体积比为0～5％；优选的，所述溶剂体系中甲醇体积比为10％～20％，四氢呋喃体积比为5％～10％，1,1,1,3,3,3
‑
六氟
‑2‑
丙醇体积比为5％～10％，二甲亚砜体积比为1％～5％。
[0017]所述分子探针由XWC在溶剂体系中自组装形成，所述溶剂体系为甲醇/水体系，其中溶剂体系中甲醇体积比为0～20％；优选的，所述溶剂体系中甲醇体积比为10％～20％。
[0018]二、HBI衍生物XSG，FSG和XWC的合成方法
[0019]HBI衍生物的合成路线如下所示：
[0020][0021][0022]其中：路线中r.t指室温；R1为4
‑
N，N
‑
二甲基4
‑
N(Me)2、3
‑
N，N
‑
二甲基3
‑
N(Me)2或3,5
‑
二氟
‑4‑
羟基3,5
‑
F,4
‑
OH；R2为丙腈或正己烷。
[0023]三、HBI衍生物自组装形成纳米材料的方法
[0024]将HBI衍生物溶解于溶剂体系中，混匀后，静置，获得HBI衍生物(XSG，FSG和XWC)自组装荧光材料，即获得检测重金属离子的分子探针。
[0025]四、上述分子探针在制备检测重金属离子探针上的应用。
[0026]所述分子探针能够识别汞离子和/或铜离子，待测溶液中铜离子浓度为0～1mmol/L，汞离子浓度为0～1mmol/L。
[0027]一方面，所述分子探针可以通过离子抑制探针组装，导致其荧光变化检测离子。优选的，所述分子探针由XSG在溶剂体系中自组装形成。
[0028]另一方面，所述分子探针可以通过离子瓦解组装体，导致其荧光变化(淬灭)检测离子。优选的，所述分子探针由XSG在溶剂体系中自组装形成。
[0029]优选的，上述分子探针在制备纯水相体系中检测重金属离子探针上的应用，所述分子探针由XSG在溶剂体系中自组装形成，所述溶剂体系为纯水相，其中不含有机溶剂。
[0030]优选的，上述分子探针在制备纯水相体系中定性和/或定量检测汞离子探针上的应用，所述分子探针由XSG在溶剂体系中自组装形成，所述溶剂体系为纯水相，其中不含有机溶剂。
[0031]进一步，待测溶液中铜离子浓度为0.01～0.1mmol/L，汞离子浓度为0.01本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种AIE分子，其特征在于，所述AIE分子的结构式如下所示：2.根据权利要求1所述的AIE分子，其特征在于，所述AIE分子的合成路线如下：其中：R1为4
‑
N，N
‑
二甲基4
‑
N(Me)2、3
‑
N，N
‑
二甲基3
‑
N(Me)2或3,5
‑
二氟
‑4‑
羟基3,5
‑
F,4
‑
OH；R2为丙腈或正己烷。3.一种检测重金属离子的分子探针，其特征在于，所述分子探针由权利要求1或2所述的AIE分子在溶剂体系中自组装形成均匀的纳米纤维状结构，所述分子探针能够识别汞离子和/或铜离子。4.根据权利要求3所述的一种检测重金属离子的分子探针，其特征在于，所述分子探针由XSG在溶剂体系中自组装形成，所述溶剂体系为纯水体系和甲醇/水体系，所述甲醇/水体系中甲醇体积比为0～20％；所述分子探针由FSG在溶剂体系中自组装形成，所述溶剂体系为甲醇/水体系、四氢呋喃/水体系、1,1,1,3,3,3
‑
六氟
‑2‑
丙醇/水体系或二甲亚砜/水体系，其中溶剂体系中甲醇体积比为0～20％，四氢呋喃体积比为0～10％，1,1,1,3,3,3
‑
六氟
‑2‑
丙醇体积比为0～10％，二甲亚砜体积比为0～5％；所述分子探针由XWC在溶剂体系中自组装形成，所述溶剂体系为甲醇/水体系，其中溶剂体系中甲醇体积比为0～20％。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：喻艳华，付成，甘泉，张冬冬，许公女，邓宣凯，何荣祥，鲁望婷，李雯慧，
申请(专利权)人：江汉大学，
类型：发明
国别省市：