[发明专利]基于两亲性温敏嵌段共聚物的传感器及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种基于两亲性温敏嵌段共聚物的传感器及其制备方法和应用，属于化学荧光材料技术领域；本发明所述的传感器名称为PEO₁₁₃‑b‑P(NIPAM‑co‑SHMA)₆₅探针；本发明通过首先制备基于水杨醛腙的荧光探针SHMA，然后混合加入磁子、NIPAM、基于聚乙二醇单甲醚的大分子链转移剂、AIBN、和1,4‑二氧六环进行混合；油浴中反应后，用1,4‑二氧六环稀释，在过量乙醚中沉淀‑溶解循环反复几次；得到的淡黄色固体粉末产品；本发明所述的传感器具有极佳的水溶性，温度响应性，生物相容性，多选择性和灵敏度，能通过荧光的颜色和不同时间点的荧光强度来区别Al³⁺和Zn²⁺。

技术领域

本发明涉及一种基于两亲性温敏嵌段共聚物的传感器及其制备方法和应用，属于化学荧光材料技术领域。

背景技术

铝元素是已知地壳中含量最丰富的金属元素，然而它并不是人体必需元素。长期高浓度的铝离子的摄入会导致诸如神经系统损伤，听力下降，记忆力衰退，老年痴呆症等疾病。然而现实生活中，含铝食品添加剂，含铝厨具的使用将人类健康暴露在铝离子的危害之中。锌元素是人体必须微量元素之一，在人体生长发育，生殖遗传，免疫，内分泌等生理过程中扮演了极其重要的角色。缺锌会导致诸如代谢不平衡，儿童发育迟缓，脑功能紊乱，高胆固醇和各种神经退行性疾病像阿尔茨海默氏病，癫痫，缺血性中风等疾病。

因此，在生物组织和生物体中的高灵敏度和有效性的铝离子和锌离子检测和造影至关重要。到目前为止国内外的科研工作者研究了大量基于香豆素，二吡咯，喹啉，罗丹明B，蒽和荧光素的荧光或比色化学传感器。这些传感器中不乏攻克了金属离子传感器水溶性差，生物相容性弱，灵敏度可靠性低，检测限高等缺点的，然而大部分仍存在或多或少的此类问题。开发新型兼具水溶性，高灵敏度，生物相容性的光化学传感器是目前该领域的研究热点. 但是对传统的光化学传感器而言实现如此复杂的功能很多难点无法克服。

近年来，自组装概念已经被引入到离子选择性的化学传感器领域中，通过利用表面活性剂胶束以及功能化的纳米粒子作为响应的基体，以实现功能的协同性以及更广泛的适应性。当用化学方法将金属离子识别单元整合到刺激响应性的双亲水性嵌段共聚物中，这套新的检测系统可以具备一些新的潜在功能，包括良好的水溶性，更高的检测灵敏度，极佳的生物相容性等。生物体疾病部位，污染水体，污染食品中通常会存在温度或pH异常问题，新的检测系统一旦受到此类刺激像温度和pH值的改变便会在水溶液中自动自组装成聚集体。在自组装聚集体疏水端的传感系统由于光量子产率的提高能实现荧光信号的放大从而极大地提高检测限。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种新型的基于两亲性温敏嵌段共聚物的铝锌金属离子多选择荧光化学传感器的制备方法。

本发明的另一个目的是将该新型共聚物荧光探针用于实际生物制品（牛奶、猪肝）中铝锌离子的定性和定量检测。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明首先提供一种新型的基于温敏型共聚物的铝锌金属离子多选择荧光化学传感器，名称为PEO₁₁₃-b-P(NIPAM-co-SHMA)₆₅探针，其中，PEO表示聚乙二醇单甲醚，b表示嵌段共聚，NIPAM表示N-异丙基丙烯酰胺，co表示随机共聚，SHMA表示基于水杨醛腙的荧光探针。

其结构式如下：

上述荧光探针的制备方法如下：

（1）水杨醛腙SH的制备：