[发明专利]一种用于次氯酸检测的荧光磁性纳米粒子及其合成方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米材料和化学传感器技术领域，具体涉及一种用于次氯酸检测的荧光磁性纳米粒子及其合成方法。

背景技术

生命科学和环境科学已经成为全球共同关注的热点研究领域，对于各种生命现象和环境污染物监测方法的研究日益受到广泛地重视。次氯酸(HOCl)是一种强氧化剂，能够在活性生物体内和水处理过程中起到抗菌作用。在生物体内，次氯酸是一类重要的活性氧物种(ROS)，在许多具有重要生理学和生物学意义的过程中起着关键性的作用。但是过量次氯酸的形成会诱发组织损伤，引起动脉硬化、关节炎甚至癌症等系列疾病的产生。在日常生活中，次氯酸因为杀菌效果好、价格低廉和使用方便，已被广泛地用作自来水消毒剂。但是高浓度的次氯酸溶液刺激性强，伤害呼吸系统，易与水中有机物反应生成氯仿、四氯化碳等严重致癌物质，对人类的健康存在着潜在的危害。因此，发展具有高灵敏性和高选择性的次氯酸检测方法，在次氯酸相关的生物学作用研究和环境监测等领域具有重要的应用价值。

目前，检测次氯酸的方法主要有硫代硫酸钠滴定法(HG/T2498-93)、邻联甲苯胺比色法(GB5750-85)和四甲基联苯胺(TMB)比色法等。但是这些检测方法选择性差，易受干扰，在应用方面有很大限制。另外，近年来发展的若干有机荧光探针对次氯酸检测显示出较好的灵敏性、选择性和生物相容性(Org.Lett.2013，15：878-881；J.Am.Chem.Soc.2012，134：1200-1211；Chem.Eur.J.2012，18：2700-2706；Chem.Commun.2011，47：12691-12693)。但是，这些检测方法一方面所涉及的有机荧光探针合成过程复杂繁琐，另一方面检测手段和功能单一。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种用于次氯酸检测的荧光磁性纳米粒子及其合成方法，该方法合成荧光磁性纳米粒子的过程简单，并且合成的荧光磁性纳米粒子可以快速、高灵敏和高选择性地实现对次氯酸的检测。

为达到上述目的，本发明所述的用于次氯酸检测的荧光磁性纳米粒子的化学表达式为：

Fe₃O₄@mSiO₂@nSi O₂@Rh6GH

其中，Fe₃O₄为磁性纳米粒子核，mSiO₂为无孔二氧化硅层，nSiO₂为介孔二氧化硅层，Rh6GH为特异性识别次氯酸的有机荧光分子，Rh6GH为通过丙基三甲氧基硅烷共价偶联在外层介孔二氧化硅表面后的产物，Rh6GH的结构为：

相应的，本发明还提供了一种用于次氯酸检测的荧光磁性纳米粒子的合成方法，包括以下步骤：

a.Fe₃O₄的合成：

称取一定量的FeCl₃·6H₂O、无水乙酸钠及乙二醇，其中，FeCl₃·6H₂O与无水乙酸钠及乙二醇的比例为1.0mmol∶8-10mmol∶8-9mL，然后将FeCl₃·6H₂O及无水乙酸钠溶解于乙二醇中，混合均匀后置于水热合成釜中，待其反应完成后冷却至室温，再通过离心分离出黑色沉淀，然后经洗涤及减压干燥后，得Fe₃O₄；

b.Fe₃O₄@mSiO₂@nSiO₂的合成：

1)称取一定量的步骤a得到的Fe₃O₄，然后通过稀盐酸对Fe₃O₄进行超声处理，再用去离子水洗涤后分散至由乙醇、去离子水及质量分数为25％的氨水组成的混合溶液a中，其中，混合溶液a中Fe₃O₄、乙醇、去离子水和氨水的比例为1g∶300-600mL∶75-150mL∶1-3mL，然后向混合溶液a中滴加正硅酸乙酯，其中，正硅酸乙酯与混合溶液a中Fe₃O₄的质量比为1∶2-6，在室温下搅拌后用磁铁分离出产物A，产物A经洗涤后，得Fe₃O₄@mSiO₂；