一种高稳定的卡宾-炔基探针分子自组装界面及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种高稳定的卡宾

【技术实现步骤摘要】
一种高稳定的卡宾
‑
炔基探针分子自组装界面及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于电化学分析检测
，涉及一种高稳定的卡宾
‑
炔基探针分子自组装界面及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]合理并有效的调控界面是构筑传感器的核心内容。通过分子在界面的自组装，形成均一高度有序的单分子膜是构筑传感器的最广泛应用的方式之一。其中，基于金
‑
巯基(Au
‑
S)的分子自组装方式是最为经典的界面组装模型。但是，由于Au
‑
S键相对较弱(～45kcal/mol)，形成的薄膜在没有光照的超高真空环境下储存稳定，在空气中易氧化降解。此外，在富含巯基如谷胱甘肽(GSH)的环境中易被取代，造成界面性能的不稳定。为了解决这一问题，在先前的研究中，人们发展了Au
‑
Se，金
‑
炔基等的分子自组装方式，可以有效地抵抗高浓度GSH的干扰，从而实现富含巯基环境中的长时程分析。然而，除了高浓度硫化物造成的潜在界面不稳定性影响，Au
‑
S键也易受温度及pH的影响，在相对较高的温度、酸性或碱性条件下均易发生化学键断裂，严重制约了基于Au
‑
S的传感器实际应用。因此，发展新型的分子自组装方式，实现在非常温体系、不同酸碱条件下的高稳定测定，仍然是亟待解决的关键科学问题。

技术实现思路

[0003]为了解决现有技术存在的不足，本专利技术公开了一种高稳定的卡宾
‑r/>炔基探针分子自组装界面及其制备方法，系统研究了高度有序的单分子自组装界面在不同实验环境下的稳定性变化。所述构建方法包括：设计并合成具有以卡宾
‑
炔基为键合组装基团的探针分子(CB
‑
C≡C)；其次，通过金
‑
卡宾键、金
‑
炔基键将CB
‑
C≡C分子自组装在金纳米表面，形成金
‑
卡宾
‑
炔基三齿组装的传感界面。并通过电极表面原位结合二茂铁(Fc)电化学响应基团，生成金
‑
卡宾
‑
炔基
‑
Fc分子自组装界面，并系统评估在含有高浓度谷胱甘肽(5
‑
10mM GSH)、25℃
‑
50℃、pH2
‑
10的不同测定环境中界面的高稳定性。本专利技术利用该新型的CB
‑
C≡C自组装分子探针可实现不同测定环境下长达90天的高稳定测定。
[0004]本专利技术所述的卡宾
‑
炔探针分子自组装界面在高浓度的GSH、不同的温度、不同pH下具有优异的高稳定性的优点，耐高温、耐酸碱、抗巯基攻击。
[0005]本专利技术提供了一种卡宾
‑
炔基探针分子自组装界面的制备方法，具体步骤如下：
[0006]步骤(1)、设计并合成卡宾
‑
炔基分子CB
‑
C≡C；
[0007]步骤(2)、在碳纤维电极(CFME)上电沉积金纳米颗粒作为电化学平台基底；
[0008]步骤(3)、通过金
‑
卡宾和金
‑
炔键将所述步骤(1)得到的卡宾
‑
炔分子CB
‑
C≡C自组装于所述步骤(2)获得的金纳米粒子修饰的碳纤维电极上，随后通过电极表面原位结合二茂铁(Fc)电化学响应基团，生成CFME/Au/CB
‑
C≡C/Fc自组装界面(也称卡宾
‑
炔基探针分子自组装界面)，形成电化学检测平台。
[0009]本专利技术步骤(1)中，所述卡宾
‑
炔基分子CB
‑
C≡C，其结构如式(A)所示：
[0010][0011]本专利技术步骤(1)中，所述卡宾
‑
炔基分子CB
‑
C≡C的制备方法，包括以下步骤：以3
‑
硝基
‑4‑
氨基苯酚、N
‑
(2
‑
溴乙基)邻苯二甲酰亚胺为原料，在第一有机溶剂中合成分子1
‑
(2
‑
邻苯二甲酰亚胺)乙氧基
‑3‑
硝基
‑4‑
氨基苯酚；然后在甲酸、铁、氯化铵的作用下进行反应，生成5
‑
(2
‑
邻苯二甲酰亚胺)乙氧基苯并咪唑；然后加入3
‑
溴丙炔和碳酸铯进行反应，得到1,3
‑
二丙炔
‑5‑
(2
‑
邻苯二甲酰亚胺)乙氧基苯并咪唑；继续加入水合肼进行反应，合成1,3
‑
二丙炔
‑5‑
(2
‑
邻苯二甲酰亚胺)乙氧基苯并咪唑溴化盐，加入碳酸氢离子交换树脂，得到1,3
‑
二丙炔
‑5‑
(2
‑
氨基)乙氧基苯并咪唑碳酸氢盐，即为卡宾
‑
炔基分子CB
‑
C≡C。
[0012]反应过程如反应式(I)所示：
[0013][0014]其中，所述3
‑
硝基
‑4‑
氨基苯酚和N
‑
(2
‑
溴乙基)邻苯二甲酰亚胺的摩尔比为(1
‑
2):(1
‑
2)；优选地，为1：1；
[0015]其中，所述1
‑
(2
‑
邻苯二甲酰亚胺)乙氧基
‑3‑
硝基
‑4‑
氨基苯酚，甲酸，铁和氯化铵的摩尔比为(1
‑
2):(1
‑
2):(1
‑
2):(1
‑
2)；优选地，为1：2：2：2；
[0016]其中，所述5
‑
(2
‑
邻苯二甲酰亚胺)乙氧基苯并咪唑，3
‑
溴丙炔和碳酸铯的摩尔比为(1
‑
2):(1
‑
2):(1
‑
2)；优选地，为1：1：2；
[0017]其中，所述1,3
‑
二丙炔
‑5‑
(2
‑
邻苯二甲酰亚胺)乙氧基苯并咪唑，水合肼的摩尔比为(1
‑
2):(1
‑
2)；优选地，为1：2；
[0018]其中，所述第一有机溶剂包括二氯甲烷、四氢呋喃、N,N
‑
二甲基甲酰胺、乙醇等中
的一种或几种；
[0019]其中，所述第一有机溶剂的用量体积为20
‑
30mL；
[0020]其中，所述卡宾
‑
炔基分子CB
‑
C≡C的制备的过程中，所有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高稳定性卡宾
‑
炔基探针分子自组装界面的构建方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤(1)、设计并合成卡宾
‑
炔基分子CB
‑
C≡C；步骤(2)、在碳纤维电极CFME上电沉积金纳米颗粒作为电化学平台基底；步骤(3)、通过金
‑
卡宾和金
‑
炔基键将所述步骤(1)得到的卡宾
‑
炔基分子CB
‑
C≡C自组装长在所述步骤(2)获得的金纳米粒子修饰的碳纤维电极上，随后通过电极表面原位结合二茂铁Fc电化学响应基团，生成CFME/Au/CB
‑
C≡C/Fc自组装界面，形成电化学检测平台。2.如权利要求1所述的构建方法，其特征在于，所述卡宾
‑
炔基分子CB
‑
C≡C，结构如式(A)所示：3.如权利要求1所述的构建方法，其特征在于，所述卡宾
‑
炔基分子CB
‑
C≡C的制备方法包括以下步骤：以3
‑
硝基
‑4‑
氨基苯酚、N
‑
(2
‑
溴乙基)邻苯二甲酰亚胺为原料，在第一有机溶剂中合成分子1
‑
(2
‑
邻苯二甲酰亚胺)乙氧基
‑3‑
硝基
‑4‑
氨基苯酚；然后在甲酸、铁、氯化铵的作用下进行反应，生成5
‑
(2
‑
邻苯二甲酰亚胺)乙氧基苯并咪唑；然后加入3
‑
溴丙炔和碳酸铯进行反应，得到1,3
‑
二丙炔
‑5‑
(2
‑
邻苯二甲酰亚胺)乙氧基苯并咪唑；继续加入水合肼进行反应，合成1,3
‑
二丙炔
‑5‑
(2
‑
邻苯二甲酰亚胺)乙氧基苯并咪唑溴化盐，加入碳酸氢离子交换树脂，得到1,3
‑
二丙炔
‑5‑
(2
‑
氨基)乙氧基苯并咪唑碳酸氢盐，即为卡宾
‑
炔基分子CB
‑
C≡C；反应过程如反应式(I)所示：反应式(I)。4.如权利要求3所述的构建方法，其特征在于，所述3
‑
硝基
‑4‑
氨基苯酚和N
‑
(2
‑
溴乙
基)邻苯二甲酰亚胺的摩尔比为(1
‑
2):(1
‑
2)；所述1
‑
(2
‑
邻苯二甲酰亚胺)乙氧基
‑3‑
硝基
‑4‑
氨基苯酚，甲酸，铁和氯化铵的摩尔比为(1
‑
2):(1
‑
2):(1
‑
2):(1
‑
2)；所述5
‑
(2
‑
邻苯二甲酰亚胺)乙氧基苯并咪唑，3
‑
溴丙炔和碳酸铯的摩尔比为(1
‑
2):(1
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：田阳，张立敏，王越，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：