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专利名称：基于共轭聚合物的信号开启型汞离子光学探针的制备的制作方法
技术领域：
本发明涉及了基于含芳胺/咔唑共轭聚合物的荧光传感器，及其相关显色试纸和荧光-磁性双功能纳米复合材料以实现对汞离子的信号开启型检测的相关方法及应用。
背景技术：
汞离子是对人体和环境具有极大威胁和毒害作用的重金属元素之一，开发出快速有效检测汞离子的方法具有极为重要的现实意义。近年来基于荧光检测的方法获得了迅速发展，此类方法快速有效、灵敏度高、选择性好、且经济环保，弥补了之前传统检测方法的很多缺陷。但到目前为止用于汞离子检测的光学探针分子大多为荧光小分子物质。相较于小分子荧光化合物，荧光共轭聚合物特有的信号放大效应可进一步提高检测灵敏度。至今所报道过的基于共轭聚合物检测汞离子的大多数方法均为荧光信号淬灭的方式，而通过荧光信号增强的方式来进行检测的相关报道还较少。吴水珠(B.L.Ma, F.Zeng, F.Y.Zheng and S.Z.ffu, Chem.Eur.J.,2011，17，14844-14850)及黄维等人(Ζ.Y.Zhang, Q.L.Fan, P.F.Sun, L.L.Liu,X.M.Lu，B.Li，Y.W.Quan and W.Huang, MacromoL Rapid Conrnun.， 2010，31，2160-2165)，曾报道过利用碘离子与汞离子之间的强络合作用来实现汞或碘离子的荧光检测。 S.Valiyaveettil (M.Vetrichelvan, R.Nagarajan and S.Valiyaveettil,Macromolecules, 2006, 39, 8303-8310)与张明等人(Y.Zhao, L.Yao, M.Zhang andY.G.Ma, Talanta, 2012, 97，343-348)，曾报道过含有咔唑类结构的共轭聚合物可实现对碘离子的荧光检测。目前利用咔唑/芳胺类共轭聚合物-碘离子复合体系来实现对汞离子检测的相关方法还未得以应用。近年来为了扩展荧光检测技术的应用范围，人们制备出了种类繁多的荧光纳米复合材料。荧光-磁性双功能纳米复合材料是其中发展较迅速的一个方向，此类材料可应用于磁性分离技术、生物成像技术、药物运输技术、癌细胞检测与治疗等技术。目前将此类荧光-磁性纳米复合材料用于汞离子的检测的相关尝试还未见报道。将具有优异光化学稳定性的荧光共轭聚合物与磁性纳米材料复合，通过操作简便的磁性分离技术，可便利的实现对探针材料的回收利用，从而可进一步降低探针分子的使用成本。 本发明通过把具有芳胺/咔唑类结构的荧光共轭聚合物用于汞离子的检测方法同纳米材料和检测试纸等技术相结合，可实现对汞离子的快速即时性检测。

发明内容
技术问题:本发明的目的是开发出具有芳胺/咔唑类结构的荧光共轭聚合物传感器，以及相关的荧光磁性纳米复合材料和显色检测试纸及相关的汞离子检测技术，此类探针具有高灵敏度，高选择性，可重复使用性及可实现汞离子裸眼识别的功效。技术方案:本发明用于汞离子检测的荧光化学传感器具体是基于具有芳胺/咔唑类结构的共轭聚合物，该类聚合物的结构包含A，B, C，D四个部分，其通式如下式表示:
权利要求
1.基于共轭聚合物的信号开启型汞离子光学探针，其特征在于: (1)此类共轭聚合物为含芳胺/咔唑类结构组分的荧光共轭聚合物； (2)此类共轭聚合物的检测原理是利用聚合物中的含N原子基元与碘离子之间的特定作用，通过加入碘离子，得到荧光被淬灭的聚合物-碘离子复配体系，进而利用汞离子与碘离子之间的强络合作用使聚合物-碘离子体系中的碘离子被抽离而实现荧光信号开启以检测汞离子； (3)基于此类共轭聚合物，制备出一类荧光法检测汞离子的荧光-磁性双功能纳米复合传感器； (4)基于此类共轭聚合物，制备出一类显色识别汞离子的检测试纸。
2.根据权利要求1所述的含芳胺/咔唑结构类组分的共轭聚合物可以由A，B，C，D四部分组成，具有如下结构:
3.根据权利要求1中所述的一种荧光法检测汞离子的荧光-磁性双功能纳米复合传感器，其结构特征如图6所示，图中所示荧光磁性纳米材料的复合方式有6类，其中无机纳米磁性材料为:含铁基、镍基、钴基及其合金；稀土合金、铁氧体合金等磁性纳米材料；基体支撑材料为:有机硅氧烷、含可修饰基团的聚合物和有机小分子、聚合物电解质等；荧光聚合物为权利要求2中所述的聚合物。
4.根据权利要求1所述的用于汞离子荧光检测的荧光-磁性双功能纳米复合传感器，其检测步骤如下: (O配制一定浓度的该纳米复合材料的分散液； (2)向分散液中滴加碘离子水溶液得到荧光淬灭的检测底物； (3)再向上述分散液中滴加汞离子水溶液并对其荧光回复过程进行信号跟踪； (4)超声清洗上述混合液，磁性回收纳米复合材料并循环使用。
5.根据权利要求1所述的用于检测汞离子的显色识别试纸的制备方法，其特点在于首先将权利要求2中所述的荧光共轭聚合物配制成有机或水溶液，将定性滤纸条浸入其中，放置到阴凉处晾干即可。
6.根据权利要求1中所述的用于汞离子检测的荧光化学传感器的应用方法，其特征在于该类荧光化学传感器可与碘离子组成复合探针系统来用于汞离子的荧光信号开启型检测，而且其对常见的其他金属离子有较强的抗干扰能力，并能实现裸眼识别和循环使用。
全文摘要
本发明为基于含芳胺/咔唑的荧光聚合物的信号开启型汞离子探针的制备及应用，此类聚合物的检测原理是利用此类聚合物中的含N原子基元与碘离子之间的特定作用，通过加入碘离子，得到荧光被淬灭的聚合物-碘离子复配体系，进而利用汞离子与碘离子之间的强络合作用使聚合物-碘离子体系中的碘离子被抽离而实现荧光信号开启以检测汞离子。利用简单的后处理可制备出基于此类聚合物的汞离子检测试纸，以及同无机磁性纳米材料复合以制备出一种可通过磁性分离实现探针回收利用的荧光纳米复合传感器。基于此类荧光聚合物的相关传感器可实现对汞离子的高选择性及高灵敏度检测并达到裸眼识别的效果。
文档编号G01N21/64GK103232592SQ20131011195
公开日2013年8月7日 申请日期2013年4月1日 优先权日2013年4月1日
发明者石伟, 田勇, 马福东 申请人:新疆大学