[发明专利]一种多功能荧光传感器及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种多功能荧光传感器及其制备以及应用，制得的该多功能荧光传感器由羧酸修饰四苯乙烯构成荧光材料四联苯乙烯四羧酸(Hsubgt;4/subgt;tcbpe)，其中，四苯乙烯作为荧光核，羧酸作为重金属离子的识别功能基团。重金属离子Znsupgt;2+/supgt;可以与Hsubgt;4/subgt;tcbpe发生聚集诱导发光效应使得荧光增强，然而重金属离子Cusupgt;2+/supgt;可以离散Hsubgt;4/subgt;tcbpe在溶剂中的分布从而淬灭荧光。因此，可以实现检测Znsupgt;2+/supgt;和Cusupgt;2+/supgt;的含量，且检出浓度低。可发展设计成为试剂盒或试纸条。

技术领域

本发明属于食品安全快速检测技术领域，涉及一种检测探针，具体涉及一种多功能荧光传感器以及制备和用于检测重金属离子的应用。

背景技术

重金属，相对密度为5以上的金属，是一种普遍存在的环境污染物，如锌、铜、镍、钴、汞等。重金属污染目前随着人类经济的发展而日趋严重，对大气，土壤和水体都产生了很大的影响，而环境中的重金属都可以通过食物链在植物和动物体内富集。人类作为食物链的末端，如果食用了被重金属污染的食品，将对人类的健康将产生更大的毒害作用。近年来，随着媒体曝光“镉米”、“砷毒”、“血铅”等食品重金属污染事件，重金属污染早已成为危害食品安全和人类健康的重要因素，对人体的多个脏器都产生破坏作用，甚至诱发癌症。

大部分重金属如铅、汞、镉等为非生命活动所必须的，而有些重金属如锌、铁、铜是人体所必须的微量元素，对稳定生态环境和人与动物代谢健康起着至关重要的作用，但食品中的人体必需重金属离子超过一定浓度都能使人体中的蛋白质变性，从而会对人体产生一定危害。如：

1、锌和铜离子是人类生理和病理中存在的最丰富的过渡金属离子中的两种，在许多生物过程中起着不可或缺的作用。

2、锌离子(Zn²⁺)是微生物、动物和植物必需的微量元素，但人体摄入过量的Zn²⁺会诱发癫痫、阿尔茨海默病、缺血性脑卒等相关疾病。

3、铜离子(Cu²⁺)能增强身体机能包括骨的形成、红细胞的形成、神经细胞的正常运转，等等。而过量的Cu²⁺会导致多种疾病，如甲状腺功能减退、阿尔茨海默病、桥本病、呕吐、胃痉挛、腹泻、记忆力减退、引起肝脏病理变化、急性肾功能衰竭和组织缺血等疾病。

对人和动物来说，受重金属污染的食物会导致人体中毒，严重的情况下会导致死亡。因此，超过正常范围的重金属引起的食源性的食品安全问题已成为国内外关注的焦点，目前，开发简单方便的检测方法仍具有挑战性。

设计多功能的化学传感器，与单目标响应传感器相比，多功能传感器在减少分析时间和成本效益方面具有很大优势。单目标响应系统的化学传感器在文献中较为常见，然而，设计和合成用于两种以上不同分析物的多功能探针仍然是一个艰巨的挑战。除此之外，设计简单便携式的化学传感器对于实际应用具有非常重要的意义，可方便在家庭中进行半定量检测，减少人体被重金属离子污染的可能性。

自从2001年香港科技大学(HKUST)唐本忠院士团队发现了聚集诱导发射效应(aggregation induced emission effect，AIE)之后，AIE逐渐成为荧光探针的热门研究课题，这是因为AIE效应可以克服发色团在高浓度或聚集状态下无发射的缺陷(aggregation-caused quenching，ACQ)，AIE可拓宽荧光传感器的实际应用范围。

发明内容

为了解决现有检测方法中功能单一，不利于实际应用的技术问题，本发明的目的在于，提供一种多功能荧光传感器及制备以及用于检测重金属离子Zn²⁺和Cu²⁺的应用。

为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：