[发明专利]一种用于铁离子检测的罗丹明-聚氨酯荧光探针的制备方法

说明书

本发明公开了一种用于铁离子检测的罗丹明‑聚氨酯荧光探针的制备方法。改性后的罗丹明荧光化合物通过化学键嵌入到聚氨酯结构中，荧光基团分散均匀，使用过程中不迁移析出，具有稳定持久的荧光特性。铁离子能够较好的结合到罗丹明中的亚氨基上的N原子和羰基的O原子上，从而改变其荧光特性，达到识别铁离子的目的。荧光探针对铁离子的检测具有良好的选择性和灵敏度，可以通过肉眼观察，现象明显，便于识别，测试样品无需前处理或前处理非常简单，且荧光探针为固体膜，便于储存使用，合成方法简单、成本低、具有良好的推广前景。

技术领域

本发明涉及高分子材料合成技术领域，特别涉及一种用于铁离子检测的罗丹明-聚氨酯荧光探针的制备方法。

背景技术

铁是维持生命的重要元素，是制造血红素和肌血球素的主要物质，世界卫生组织建议饮用水中铁的浓度上限为0.3ppm。铁虽然是人体必需的微量元素，但当摄入过量的铁制剂时也可能导致多种疾病；体内铁的贮存过多与多种疾病如心脏和肝脏疾病、糖尿病、某些肿瘤有关。铁在自然环境中也广泛存在，各种动植物、食物、药物、土壤、江河湖泊中都含有一定的铁。基于铁污染对环境的长期性、对人体健康影响的隐蔽性等特点，做好铁的检测工作，为污染的防治和提高人的身体素质奠定基础尤为重要。

铁离子的检测方法有很多，比如色谱法、光谱法以及离子转移法等，但是上述方法存在诸多的问题，如价格高昂，携带不方便和操作复杂等，而荧光检测法不仅方法简单方便，而且还具有灵敏度高，取样量少，简洁快速等优点。因此，开发能荧光性能稳定且对铁具有优秀识别能力的有机荧光探针具有重要意义。

罗丹明类化合物是一类具有较强摩尔吸收系数和较高荧光量子产率的荧光染料，是常用的荧光探针，而且铁离子能够较好的结合到亚氨基上的N原子和羰基的O原子上，从而改变其荧光特性，达到检测的目的。目前使用的荧光探针多为小分子，高分子荧光探针报道非常少，高分子荧光探针和小分子荧光探针相比具有更稳定、更易修饰、更易控制其物理化学性能的优势，且成本一般较低。水基聚氨酯具有良好的生物相容性和力学性能，已广泛应用于皮革涂饰、合成革制造、建筑保温材料、织物涂层、涂料、胶粘剂和医疗等行业。目前大部分荧光聚氨酯采用简单的物理共混的形式将荧光小分子添加进聚氨酯内，往往存在荧光基团易脱落、与树脂基材相溶性不好、分布不均匀、含量不稳定等问题，从而影响发光性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种荧光特性稳定持久、便于储存、荧光探针选择性和灵敏度高且现象明显、便于识别的具有良好推广前景的用于铁离子检测的罗丹明-聚氨酯荧光探针的制备方法。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种用于铁离子检测的罗丹明-聚氨酯荧光探针的制备方法，包括如下步骤：

（1）罗丹明荧光化合物的改性

将罗丹明类化合物溶于乙醇，加入3-氨基丙基三乙氧基硅烷，控制体系温度恒定，氮气氛围下回流搅拌一定时间后，停止加热并降至室温，然后加温蒸去溶剂得到产物，用乙醇充分洗涤产物，于真空干燥箱中烘干，得到改性后罗丹明荧光化合物；

（2）用于铁离子检测的罗丹明-聚氨酯荧光探针的制备

在持续搅拌和氮气气氛保护下，将在设置烘干条件的真空烘箱中烘干过夜的聚合物二元醇、二异氰酸酯、小分子二元醇扩链剂和催化剂加入反应容器，于65-85℃下反应2-3h后制得预聚体，向所得预聚体中加入溶有亲水扩链剂和步骤（1）中所述的改性后罗丹明荧光化合物的有机溶剂，维持体系温度在65-85℃继续反应2-3h，然后加入三乙胺中和所述的预聚体，在高剪切力作用下，加入去离子水，高速乳化后，减压脱去溶剂，即制得用于铁离子检测的罗丹明-聚氨酯荧光探针；

其中，.以重量份计算，上述各组分的用量比为：改性后罗丹明荧光化合物0.1-0.5份、聚合物二元醇60-100份、二异氰酸酯30-50份、小分子二元醇扩链剂2-5份、催化剂0.01-0.2份、溶剂5-20份、亲水扩链剂5-7份、三乙胺4-5份。