[发明专利]对一氧化氮荧光检测的高灵敏的含光子晶体的荧光检测膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于荧光化学传感器，及光子晶体膜的应用技术领域，尤其涉及利用光子晶体的光子带隙特性、大的比表面积和连续孔道，提高对一氧化氮荧光检测灵敏度的对一氧化氮荧光检测的高灵敏的含光子晶体的荧光检测膜的制备方法。

背景技术

一氧化氮普遍存在于工厂排放的烟气，矿井沼气，汽车尾气，各种涂料，室内装修原材料中，是空气污染的重要源头。据统计，全世界每年排出的氮氧化物大约为5300万吨，这其中就包括一氧化氮。一氧化氮对环境有着很大的危害，它带有自由基，性质非常活泼，与氧气反应后，可生成具有腐蚀性的气体二氧化氮，严重危害人类身体健康，引发呼吸道疾病，甚至更严重的神经衰弱等病症。

生物体内也存在一氧化氮，人体呼出的一氧化氮(eNO)反应了人体的健康状况，因此，在生物、医学领域，一氧化氮的实时检测十分重要。Gustafsson等人最早于1991年测定了呼出气体中的一氧化氮存在。随后，更多文献报道了eNO存在于肺泡，鼻旁窦，口腔等。对哮喘病人来说，eNO的升高是其突出的症状。作为内皮舒张因子，因自我防卫机制而经一氧化氮合酶产生的一氧化氮会导致血管舒张。因此，呼出气体中一氧化氮(eNO)的测量可用于非侵害性哮喘病的诊断。

近年来，随着人体诊断，环境质量监测等需求急剧增加，研究微痕量一氧化氮的快速检测新方法，对于及时跟踪环境质量、检测人体健康状况具有十分重要的意义。微痕量一氧化氮的检测方法中又开发出了荧光化学传感器检测技术，预期荧光化学传感器可能会在不远的将来获得实际应用，其包括均相荧光传感器、膜荧光传感器和光纤荧光传感器等。膜荧光传感器以荧光为输出信号，其具有灵敏度高，选择性好等优点，另外相对于均相荧光传感器，还具有不污染待测体系、易于器件化的优势。为提高膜荧光传感器的检测灵敏度，研究人员多通过设计和制备与一氧化氮分子结合力强、且利于一氧化氮分子传输的用于膜荧光传感器中的具有大体积侧基的荧光分子检测膜。现有的痕量一氧化氮检测技术中，过去最常用的是臭氧导致的化学发光技术；气相色谱/质谱分析和基于激光的光谱学分析。以上3种方法所使用的仪器大多巨大并且昂贵。目前商用的一氧化氮气体检测器，多是基于电化学的原理，它价格昂贵，寿命短，检测的灵敏度低。

发展高灵敏、高选择性、低成本的微痕量一氧化氮检测技术是目前迫切需要解决的问题。为进一步改进膜荧光传感器的灵敏性，本发明将光子晶体引入到对一氧化氮荧光检测膜中，并且光子晶体的光子带隙与荧光检测膜中的荧光分子的发射光谱相匹配，利用光子晶体光子带隙对特定波长光的调控作用，实现一氧化氮荧光检测信号的增强；利用光子晶体的双连续空腔结构，实现一氧化氮分子在其内部的快速扩散；利用光子晶体的粗糙表面，实现其表面荧光分子与一氧化氮分子的充分作用，最终实现对一氧化氮荧光检测信号的增强，同时增大信噪比，提高检测灵敏度。这方面的工作目前还未见报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种将光子晶体引入到对一氧化氮响应的荧光检测膜中以提高对一氧化氮的检测信号和增大信噪比，从而提供对一氧化氮荧光检测的高灵敏的含光子晶体的荧光检测膜的制备方法。

本发明的对一氧化氮荧光检测的高灵敏的含光子晶体的荧光检测膜的制备方法包括一步法和两步法：其中，一步法是：

将一氧化氮荧光检测分子分散到含有单分散乳胶粒的乳液中，得到混合液，混合液中一氧化氮荧光检测分子的浓度为10^-4～10^-7mol/L，单分散乳胶粒的浓度为0.5wt％～30wt％；参考专利申请号：200710179880.3所提出的方法，室温下，将混合液作为喷墨打印墨水装于常规喷墨打印机用的墨盒中，然后按通常的方法经打印机对基材进行打印，基材上的打印膜干燥后，得到光子带隙在可见光区域的含一氧化氮荧光检测分子的光子晶体膜，即得到大面积光子带隙在可见光区域(400～800nm)的对一氧化氮荧光检测的高灵敏的含光子晶体的荧光检测膜；或者

将一氧化氮荧光检测分子和单分散乳胶粒一起分散在水中，得到混合液，混合液中一氧化氮荧光检测分子的浓度为10^-4～10^-7mol/L，单分散乳胶粒的浓度为0.5wt％～30wt％；参考专利申请号：200710064245.0所提出的方法，室温下，将混合液装于带有常规空气喷枪的容器中，将喷枪对准所选定的平整基材进行喷涂，涂膜干燥后，得到含一氧化氮荧光检测分子的光子带隙在可见光区域的光子晶体膜，即得到大面积光子带隙在可见光区域(400～800nm)的对一氧化氮荧光检测的高灵敏的含光子晶体的荧光检测膜；或者