基于萘酰亞胺類(lèi)小分子的無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化熒光傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熒光傳感器領(lǐng)域，尤其涉及基于萘酰亞胺類(lèi)小分子的無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化熒光傳感器的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]作為新陳代謝過(guò)程中最重要的元素之一，鐵在許多生理過(guò)程中起著重要的作用。但是，過(guò)量的鐵也會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的問(wèn)題。因此，目前急需能夠活體檢測(cè)鐵離子的有效方法。此夕卜，用于分離和移除金屬離子的技術(shù)也急需開(kāi)發(fā)。傳統(tǒng)的分析方法由于復(fù)雜的預(yù)處理過(guò)程以及高昂的儀器造價(jià)導(dǎo)致其很難用于生物體內(nèi)鐵離子的檢測(cè)。基于這些問(wèn)題，研究人員發(fā)明了基于有機(jī)小分子的熒光探針來(lái)檢測(cè)金屬離子。這些熒光探針靈敏高效，但是其本身具有一定毒性且不能將其分離或除去。這種不可回收性阻礙了有機(jī)小分子熒光傳感器的實(shí)際應(yīng)用，而將其與無(wú)機(jī)基質(zhì)相結(jié)合可以在改善其回收性從而提高熒光傳感器的應(yīng)用。
[0003]因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種基于萘酰亞胺類(lèi)小分子的無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化熒光傳感器的制造方法，旨在提供一種無(wú)毒可循環(huán)利用的檢測(cè)鐵離子的熒光傳感器。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]—種基于萘酰亞胺類(lèi)小分子的無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化熒光傳感器的制造方法，其中，包括:
[0007]A、制備Fe3O4磁性納米粒子；
[0008]B、將得到的磁性納米粒子包覆二氧化娃得到Fe3O4OS1i^米粒子；
[0009]C、通過(guò)化學(xué)合成得到N- 丁基-4- 二(2-羥基乙基)氨基-1，8-萘酰亞胺(BHN);
[0010]D、將BHN與3-異氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷(IPTES)反應(yīng)，得到BHN-1PTES ；
[0011]E、將BHN-1PTES與Fe3O4OS1jft米粒子相連接，得到BHN-Fe 304@S12無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化熒光傳感器。
[0012]所述的基于萘酰亞胺類(lèi)小分子的無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化熒光傳感器的制造方法，其中，所述步驟A包括:
[0013]Al、將摩爾比1:2的？6(:12與FeCl 3與N2保護(hù)下加入到含有25%氨水的水溶液中，將該溶液在20°C機(jī)械攪拌I小時(shí)后加熱至70°C攪拌I小時(shí)；
[0014]A2、將混合物加熱至90°C并滴加檸檬酸(0.5g/mL)，攪拌30分鐘；
[0015]A3、將反應(yīng)體系冷卻至室溫，用去離子水洗去多余的檸檬酸、氨水及沒(méi)有磁性的納米粒子，真空干燥后得到Fe3O4納米粒子。
[0016]所述的基于萘酰亞胺類(lèi)小分子的無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化熒光傳感器的制造方法，其中，所述步驟B包括:
[0017]B1、將120mg檸檬酸改性的Fe3O4納米粒子，超聲分散在4mL去離子水中；
[0018]B2、將得到的水磁性流體在超聲下分散在含有5mL氨水的400mL乙醇/水(v/v =4:1)混合液中，在機(jī)械攪拌下將混合體系升溫至40°C，并向其中滴加6mL正硅酸乙酯，維持反應(yīng)溫度和機(jī)械攪拌12小時(shí)；
[0019]B3、將反應(yīng)體系冷卻至室溫，用無(wú)水乙醇洗滌3遍，真空干燥后得到Fe3O4OS1^米粒子。
[0020]所述的基于萘酰亞胺類(lèi)小分子的無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化熒光傳感器的制造方法，其中，所述步驟C包括:
[0021 ] Cl、5g的4-溴-1，8-萘酐與1.7g的正丁胺溶于40mL冰醋酸，在隊(duì)下中回流6小時(shí)，反應(yīng)完全后將反應(yīng)液倒入200mL冰水中，析出大量沉淀后抽濾、干燥，粗產(chǎn)物過(guò)色譜柱提純(硅膠柱，乙酸乙酯/石油醚=1:40)，得到3gN-丁基-4-溴-1，8-萘酰亞胺(60.3% )，產(chǎn)物為乳白色片狀固體；
[0022]C2、3g的N-丁基-4-溴-1，8-萘酰亞胺溶于15mL乙二醇甲醚，加入4.12g 二乙醇胺，回流48小時(shí)后，待反應(yīng)液冷卻至室溫后倒入冰水中攪拌12小時(shí)后用二氯甲烷萃取、無(wú)水硫酸鎂干燥后，于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上蒸去溶劑，粗產(chǎn)物過(guò)色譜柱提純(硅膠柱，二氯甲烷/甲醇=150:1)，得到1.72g黃色粉末狀固體N-丁基-4-二(2-羥基乙基)氨基_1，8_萘酰亞胺(BHN)。
[0023]所述的基于萘酰亞胺類(lèi)小分子的無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化熒光傳感器的制造方法，其中，所述步驟D包括:
[0024]DUBHN (356mg, I mmol)與 3-異氰酸酯基丙基三乙氧基娃燒(IPTES, 494mg, 2mmol)在室溫下混合于15mL無(wú)水處理的四氫呋喃溶液中，在N2保護(hù)下回流48小時(shí)；
[0025]D2、蒸去溶劑，粗產(chǎn)物過(guò)色譜柱提純(硅膠柱，石油醚/ 二氯甲烷/甲醇=50:50:1)，得到255mg的BHN-1PTES(30% )，產(chǎn)物為黃色粉末狀固體。
[0026]所述的基于萘酰亞胺類(lèi)小分子的無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化熒光傳感器的制造方法，其中，所述步驟E包括:
[0027]El、將 10mg 干燥的 Fe3O4OS12納米粒子與 300mg(0.35mmol)BHN-1PTES 混合于15mL無(wú)水處理的甲苯溶液中，在隊(duì)保護(hù)下于110°C回流12小時(shí)，離心得到BHN-Fe 304iSi02納米粒子；
[0028]E2、分別用甲苯、二氯甲烷、乙醇反復(fù)洗滌納米粒子至上清液無(wú)熒光，將得到的產(chǎn)物置于真空干燥箱中干燥過(guò)夜，最終得到BHN-Fe3O4OS12無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化熒光傳感器。
[0029]有益效果:本發(fā)明通過(guò)所述方法制作成基于萘酰亞胺類(lèi)小分子的具有核殼結(jié)構(gòu)的無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化熒光傳感材料BHN-Fe3O4OS12，它可以在CH3CN/H20 1:1 (HEPES buffer，pH7.36)溶液中作為檢測(cè)并分離Fe3+的新型材料，并且該無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化材料對(duì)Fe3+有很好的選擇性和靈敏度，同時(shí)BHN-Fe3O4OSi02具有超順磁性，使得材料具有較好的可逆磁響應(yīng)及磁分離性質(zhì)，從而在探究其生物應(yīng)用時(shí)具有重要作用，并且較寬的PH適用范圍表明材料可以用于較復(fù)雜的生物體系或環(huán)境中，F(xiàn)e3+與BHN-Fe 304@Si02結(jié)合的可逆性以及可循環(huán)使用性，在實(shí)際應(yīng)用中可以在一定程度上降低生產(chǎn)成本，使該材料有望作為生物體內(nèi)或環(huán)境中檢測(cè)并分離Fe3+的新材料。
【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1為本發(fā)明的所述方法的步驟流程圖。
[0031]圖2為本發(fā)明的所述方法的步驟SI的流程圖。
[0032]圖3為本發(fā)明的所述方法的步驟S2的流程圖。
[0033]圖4為本發(fā)明的所述方法的步驟S3的流程圖。
[0034]圖5為本發(fā)明的所述方法的步驟S4的流程圖。
[0035]圖6為本發(fā)明的所述方法的步驟S5的流程圖。
[0036]圖7為本發(fā)明的實(shí)施例BHN-Fe3O4OS12的透射電鏡圖(TEM)。
[0037]圖8 為本發(fā)明的實(shí)施例 Fe3O4 (a)，F(xiàn)e3O4OS12 (b)和 BHN-Fe3O4OS12 (C)的 X-射線粉末衍射圖(XRD)。
[0038]圖9為本發(fā)明的實(shí)施例Fe3O4OS12 (a)和BHN-Fe3O4OS12 (b)的紅外光譜圖(FT-1R) ο
[0039]圖10為本發(fā)明的實(shí)施例BHN-Fe3O4OS12的磁滯回線圖。
[0040]圖11為本發(fā)明的實(shí)施例Fe304iSi02 (a)和BHN-Fe3O4OS12 (b)的熱重曲線圖(TGA) ο
[0041]圖12 為本發(fā)明的實(shí)施例 BHN-1PTES (a), Fe3O4OS12 (b)和 BHN-Fe3O4OS12(C)的紫外光譜圖(UV-Vis) ο
[0042]圖13為本發(fā)明的實(shí)施例BHN-Fe3O4OS12(0.2g/L)加入不同濃度Fe3+的紫外光譜圖。
[0043]圖14為本發(fā)明的實(shí)施例BHN-Fe3O4OS12對(duì)不同金屬離子的熒光選擇性示意圖。
[0044]圖15為本發(fā)明的實(shí)施例Fe3+對(duì)BHN-Fe3O4OS12 (0.2g/L)的熒光滴定曲線示意圖。
[0045]圖16為本發(fā)明的實(shí)施例Fe3+與BHN-Fe 304(^02的Job曲線圖。
[0046]圖17為本發(fā)明的實(shí)施例Fe3+-BHN-Fe3O4OS1^離子競(jìng)爭(zhēng)圖。
[0047]圖18為本發(fā)明的實(shí)施例BHN-Fe3O4OS1^ Fe 3+結(jié)合的可逆性研究示意圖。
[0048]圖19為本發(fā)明的實(shí)施例BHN-Fe3O4OS12中反復(fù)加入Fe 3+及EDTA時(shí)的熒光強(qiáng)度循環(huán)圖。
[0049]圖20為本發(fā)明的實(shí)施例BHN-Fe3O4OS12在不同pH下對(duì)Fe 3+的熒光響應(yīng)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0050]本發(fā)明提供一種基于萘酰亞胺類(lèi)小分子的無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化熒光傳感器的制造方法，為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0051]請(qǐng)參閱圖1，一種基于萘酰亞胺類(lèi)小分子的無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化熒光傳感器的制造方法，其中，包括:
[0052]S1、制備Fe3O4磁性納米粒子；
[0053]S2、將得到的磁性納米粒子包覆二氧化娃得到Fe3O4OS1i^米粒子；
[0054]S3、通過(guò)化學(xué)合成得到N- 丁基-4- 二(2-羥基乙基)氨基_1，8_萘酰亞胺(BHN);
[0055]S4、將BHN與3_異氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷(IPTES)反應(yīng)，得到BHN-1PTES ；
[0056]S5、將BHN-1PTES與Fe3O4OS12納米粒子相連接，得到BHN-Fe 304@Si02無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化熒光傳感器。
[0057]本發(fā)明的所述方法，首先制備Fe3O4磁性納米粒子，然后將磁性納米粒子包覆二氧化硅得到Fe3O4OS12納米粒子，化學(xué)合成BHN，最后將BHN與IPTES合成得到BHN-1P