[发明专利]基于共轭聚合物的信号开启型汞离子光学探针的制备

说明书

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. Wu, Chem. Eur. J., 2011, 17, 14844-14850）及黄维等人（Z. Y. Zhang, Q. L. Fan, P. F. Sun, L. L. Liu, X. M. Lu, B. Li, Y. W. Quan and W. Huang, Macromol. Rapid Commun., 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 and Y. 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： 

各组分在聚物中的总的摩尔比例为n₁+n₂+n₃+n₄=1；

其中，（1）A结构为含有非极性基团的芳胺/咔唑结构类组分，具有以下一种或多种结构：

聚芳胺：，其中R₁，R₂，R₃可以为一个或多个H、卤原子、C₁─C₂₀的烷基（烷氧基）、C₂—C₂₀卤代烷基、硝基、氰基、酰胺基、酮基、氧膦基、磷酸酯基、磺酸酯基、单取代或多取代的芳基/杂环芳基等；m=1, 2；n=1, 2, 3……；

聚咔唑：，其中R₁可以为一个或多个H、C₁─C₂₀的烷基、烷氧基等；n=1, 2, 3……；

（2）B结构为含有极性或离子性基团的芳胺/咔唑结构类组分，具有以下一种或多种结构：