[发明专利]一种检测铝离子的有机硅高分子荧光探针及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种检测铝离子的有机硅高分子荧光探针：其中，a、c与d之和为28‑115；a、c和d分别为不为0的正整数。上述荧光探针可用于检测溶液、细胞和生物体中的铝离子。

技术领域

本发明涉及一种检测铝离子的荧光探针及其应用，属于有机高分子荧光探针领域。

背景技术

铝是地壳中第三重要元素，仅次于氧和硅，这决定了它在生活中的广泛使用。此外，由于其独特的物理和化学性质，铝已广泛用于催化剂，电子材料，传感器等许多领域。铝的广泛使用为我们的生活带来了各种便利。同时，在不断发展的道路上留下了许多不可避免的问题。众所周知，大量的人类活动和铝的广泛使用使得铝以铝离子而不是单体的形式存在于自然界中。但是，高浓度的铝离子会对环境和人体造成一定的危害。传统的用于检测铝离子的方法有原子吸收光谱法、离子质谱法、电感藕合等离子体原子发射光谱法和电化学方法等。但是这些方法大多分析时间长,所需要的仪器价格昂贵且不易于操作。而与这些方法相比，荧光探针则拥有选择特异性好、灵敏度高、易操作、即时检测和响应迅速等众多优势。

有机硅的种类繁多，是因为聚硅氧烷包含多种基团结构。所谓功能化的有机硅材料就是将多种功能基团接在聚硅氧烷上。有机硅高分子有许多优越的性能。常用的有机硅高分子材料主要含硅油，硅橡胶和有机硅树脂，具有电绝缘，耐高低温，耐老化，生理惰性好等优点，是其他碳基高分子材料无法比拟的。相反，有机聚合物广泛应用于航空航天，化工，纺织，医疗，轻工，农业，电子等诸多领域。

近年来，能特异性检测铝离子的小分子荧光探针被大量报道。但是，较少有关于有机硅高分子的荧光材料及功能化的探针被报道。另一方面，硅的阻断作用可避免聚合物聚集而使放光光谱变宽等缺点。因此设计快速灵敏的聚硅氧烷的铝离子检测的荧光探针具有十分重要的意义。

发明内容

针对现有技术中缺乏高分子铝离子荧光探针的问题，本发明提供一种基于聚硅氧烷的检测铝离子的有机高分子荧光探针；本发明还提供了上述荧光探针的制备方法和在检测溶液和生物体中铝离子的用途。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种检测铝离子的有机硅高分子荧光探针，其结构式如式（I）所示：

式(I)。

其中，a、c与d之和为28-115；a、c和d分别为不为0的正整数。

一种上述荧光探针的合成方法，包括以下步骤：

将罗丹明B与氨丙基聚硅氧烷在乙醇中加热回流反应，反应后旋蒸、干燥得荧光探针。

所述罗明丹B与氨丙基聚硅氧烷的质量比为1:10。

所述氨丙基聚硅氧烷的分子量为4800-20010。

所述加热温度为80℃。

反应式如下：

；

其中，b为c与d之和，a与b之和为28-115；a、b、c和d分别为不为0的正整数。

一种上述荧光探针在检测溶液、细胞和生物体中铝离子的应用。

本荧光探针的检测机理如下：

本发明所述的检测铝离子的荧光探针，由于探针本身罗丹明处于关环的状态，因此探针只发射有机硅聚合物的荧光；加入铝离子之后，探针中的罗丹明与铝离子作用而开环，使探针发射罗丹明的荧光：

。

本发明具有以下优点：