[发明专利]特异性识别Fe(III)的磁性纳米荧光探针的制备方法

说明书

本发明涉及一种特异性识别Fe³⁺的磁性纳米荧光探针的制备方法，主要解决现有金属离子探针回收分离困难、易造成污染等问题。制备过程中依次用3‑氨丙基三乙氧基硅烷、乙二醛、罗丹明酰肼对二氧化硅包覆的Fe₃O₄纳米粒子进行改性，最终得到了能够特异性识别Fe³⁺的磁性纳米荧光探针，并且可以采用磁分离方便快速的进行回收。

技术领域

本发明涉及荧光探针及金属离子检测技术领域，具体涉及一种特异性识别 Fe³⁺的磁性纳米荧光探针及其制备方法。

背景技术

重金属离子的检测和治理在过去几十年来一直是环境保护领域中面临的最严重问题之一。不同种类的金属离子会对环境和生物体造成不同程度的影响，在生物体中高浓度的重金属离子和过渡元素离子积累会影响细胞的正常功能，一般随着积累浓度的升高危害也就越大，而自然水体中的重金属污染也会给人体的健康带来潜在威胁。

Fe³⁺(或Fe(III))是生物系统中最基本的元素之一，对维持生物体各种功能的正常运转具有重大的意义，比如铁离子在血红蛋白运输氧、细胞代谢等过程中扮演着重要角色，当人体内铁离子浓度不在正常水平时会引发贫血、心率衰竭、老年痴呆等疾病。正因为铁离子对生物体和环境的巨大影响，对其进行定性和定量分析检测显得尤为必要。目前常用于铁离子检测的方法包括原子吸收光谱法、比色法等，这些方法虽然能够对铁离子进行检测，但存在检测周期长、特异选择性差、设备较为复杂昂贵等缺点，因此有必要设计新的方法快速灵敏的检测铁离子，以满足目前环境保护、生物医药、分析科学等领域面临的大量检测需求。铁离子探针即是一种优异的解决办法，近年来吸引了很多学者的目光。

罗丹明B及其衍生物是一种人工合成的染料，其具有优异的光学性能，常被用于合成金属离子探针。目前该领域取得了诸多成果，Goswami以罗丹明6G 和烟肼为原料合成了一种荧光探针，在乙腈/水体系中该探针与Fe³⁺结合后体系颜色会由无色变为粉红色，通过颜色的变化可定性检测Fe³⁺的存在，具有很高的灵敏性及选择性。类似的探针还包括CN106146526A公开的一种罗丹明酰肼衍生物类化合物，然而这类探针普遍存在回收困难以及二次污染的问题。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的上述问题，提供一种特异性识别Fe³⁺的磁性纳米荧光探针及其制备方法。通过将罗丹明酰肼偶联于Fe₃O₄纳米粒子表面，得到磁性纳米荧光探针，其在水-乙腈的混合体系中对Fe³⁺表现出特异性识别能力，除了肉眼可见的颜色变化外还具有良好的荧光响应信号，荧光探针使用完成后可通过磁铁简单快速的进行分离，回收方便不会造成二次污染。为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

(a)将二氧化硅包覆的磁性纳米粒子分散在醇溶剂中，再加入硅烷偶联剂和氨水，反应完成后得到产物A；

(b)将产物A分散在醇溶剂中，再加入醛试剂和酸试剂回流反应，得到产物B；

(c)将产物B分散在醇溶剂中，再加入罗丹明酰肼和酸试剂回流反应，得到目标产物——能够特异性识别Fe³⁺的磁性纳米荧光探针。

进一步的，所述磁性纳米粒子具体为Fe₃O₄，所述醇溶剂具体为乙醇，所述硅烷偶联剂具体为3-氨丙基三乙氧基硅烷，所述醛试剂具体为乙二醛，所述酸试剂具体为乙酸。

进一步的，步骤(a)反应液中二氧化硅包覆的磁性纳米粒子浓度为1-5g/L，硅烷偶联剂、氨水的用量分别相当于反应液体积的(0.5-2.0)％和(0.5-5)％。

进一步的，步骤(a)中还加入了水，水与醇溶剂的体积比为1:4。