[发明专利]基于单分子层荧光传感薄膜的传感器阵列及其对有毒气体的模式识别

说明书

本发明公开了一种基于单分子层荧光传感薄膜的传感器阵列及对有毒气体的模式识别，所述传感器阵列由6种微阵列化的单分子层荧光传感薄膜组成，每种传感薄膜由不同的两亲性氟硼二吡咯衍生物的离子液体或PEG 200溶液在具有亲疏水微区的金基底的亲水性微区处发生吸附，两亲性氟硼二吡咯衍生物在气液界面处自组装形成。本发明通过分别采集传感器阵列中各传感薄膜对有毒气体的荧光响应信号，将所得到的多维荧光信号进行处理，从而实现对挥发性有机物、神经毒气以及爆炸物等有毒气体的模式识别。本发明传感器阵列的成本低，微阵列化的单分子层荧光传感薄膜稳定性好，使用寿命长，检测灵敏度高，且检测方法简单易操作、适用面广。

技术领域

本发明属于化学分析检测技术领域，具体涉及一种基于单分子层荧光传感薄膜的传感器阵列，以及采用该阵列对多种有毒气体进行检测识别的方法。

背景技术

近年来，恐怖主义、环境污染严重威胁着人们的生命和生产安全。神经毒气作为有机磷化合物的一种，于1854年首次合成，并在过去的八十年内发展成为广泛使用的化学战争武器。短期内皮肤吸收可使得肌肉麻痹，严重时可使人窒息死亡。其外，随着人类生产生活水平的普遍提高，环境污染越来越成为危害人类健康的因素，挥发性有机物是广泛存在于空气中的常见化学物质，其主要来源于建筑材料、室内装饰材料和生活及办公用品。例如：有机溶剂、油漆及含水涂料；家用燃料和烟叶的不完全燃烧，人体排泄物以及室外的工业废气、汽车尾气、光化学烟雾等。室内空气中挥发性有机化合物浓度过高时很容易引起急性中毒，轻者会出现头痛、头晕、咳嗽、恶心、呕吐、或呈酩醉状；重者会出现肝中毒甚至很快昏迷，有的还可能有生命危险。因此，寻找一种低成本、高效、高灵敏检测不同有毒气体的方法是十分必要的。

目前，国内外用于检测不同有毒气体的方法主要有半导体电子传感器、气相色谱、电阻传感器、声表面波传感器等，这些方法都可实现对不同有毒气体的检测，但它们存在一些不足之处，如操作复杂、时间较久、花费高。与此同时，单一传感器对传感器选择性要求较高，大大限制了传感器的应用范围。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术中的不足，构建一个基于单分子层荧光传感薄膜的传感器阵列，并为该传感器阵列提供一种新用途，实现对多种有毒气体的模式识别。

针对上述目的，本发明的所提供的基于单分子层荧光传感薄膜的传感器阵列由微阵列化的单分子层荧光传感薄膜S1、S2、S3、S4、S5、S6组成，其中S1、S3、S5依次是由探针1的离子液体溶液、探针2的离子液体溶液、探针3的离子液体溶液在具有亲疏水微区的金基底的亲水性微区处发生吸附形成的微阵列化的单分子层荧光传感薄膜；S2、S4、S6是依次是由探针1的PEG 200溶液、探针2的PEG 200溶液、探针3的PEG 200溶液在具有亲疏水微区的金基底的亲水性微区处发生吸附形成的微阵列化的单分子层荧光传感薄膜；

上述的探针1的结构式为：

上述的探针2的结构式为：

上述的探针3的结构式为：

本发明的探针1根据公布号为CN 107118228A中的方法合成；探针2根据公布号为CN 105524611A中的方法合成；探针3参考探针2的方法合成；具有亲疏水微区的金基底根据公布号为CN 105524611A中的方法制备。

上述微阵列化的单分子层荧光传感薄膜S1中，探针1的离子液体溶液的浓度为5～25μmol/L；微阵列化的单分子层荧光传感薄膜S2中，探针1的PEG 200溶液的浓度为30～70μmol/L；微阵列化的单分子层荧光传感薄膜S3中，探针2的离子液体溶液的浓度为40～85μmol/L；微阵列化的单分子层荧光传感薄膜S4中，探针2的PEG 200溶液的浓度为35～75μmol/L；微阵列化的单分子层荧光传感薄膜S5中，探针3的离子液体溶液的浓度为5～25μmol/L；微阵列化的单分子层荧光传感薄膜S6中，探针3的PEG 200溶液的浓度为30～70μmol/L。