[发明专利]电致化学发光材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及电致化学发光材料领域，公开了一种电致化学发光材料及其制备方法和应用。该电致化学发光材料包括石墨烯量子点、连接链和联吡啶钌类化合物，所述连接链分别与所述石墨烯量子点和所述联吡啶钌类化合物共价键合。本发明的电致化学发光材料具有更强的电致化学发光信号，能够进一步提高检测的精度，适用于痕量目标物的检测。

技术领域

本发明涉及电致化学发光领域，具体涉及一种电致化学发光材料及其制备方法和应用。

背景技术

酚类是一类稳固的有机物物质，对环境中水和土壤有较大的危害，其中，五氯苯酚(PCP)是酚类物质重要的指示物。另外，美国环境保护局对饮用水中PCP最高含量有严格的限制，允许的最高浓度分别为0.5与1ppb，在过去十年里，关于PCP的痕量与超痕量检测成为重要的研究课题，具有高灵敏度与低检测限的方法仍然是迫切需求。

GQDs是尺寸小于10nm的类球形颗粒，具有良好的荧光性能，有望取代目前被广泛使用的本征半导体在生物领域得到应用。并且，GQDs具有良好的水溶性、易于功能化、化学惰性、荧光稳定性、低的毒性及电致化学发光性能，这都有利于它在传感方面的应用。在电致化学发光(ECL)方面，GQDs作为发光体被广泛地报道，然而，GQDs作为共反应试剂方面的研究仍然处于初始阶段。三丙胺(TPrA)作为广泛应用的ECL体系Ru(bpy)₃²⁺/TPrA中的共反应试剂，存在如下的缺陷：具有腐蚀性、毒性、易挥发性以及需要高浓度(通常高达100mM)才能获得好的灵敏度。共反应试剂的替代者必须满足一些苛刻的要求，如高的化学稳定性、良好的溶解能性、合适的氧化还原电势、快速的电荷转移能力以及具有快速的降解路径产生能够启动ECL过程的高能量自由基。

近来，本发明的发明人已经报道了GQDs能够作为共反应试剂增强Ru(bpy)₃²⁺的ECL信号，并推断GQDs边界上的醇类官能团是活性位点。基于Ru(bpy)₃²⁺/GQDs共反应体系，成功构建一种检测环境污染物氯酚的淬灭型传感器。但是，该传感器的检测限难以满足PCP痕量检测等的精度要求。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的上述问题，提供一种电致化学发光材料及其制备方法和应用，该电致化学发光材料具有更强的电致化学发光信号，能够进一步提高检测的精度，适用于痕量目标物的检测。

发明人在实验中意外地发现，通过使GQDs与Ru(bpy)₃²⁺之间的共价键合，相较于简单混合的Ru(bpy)₃²⁺/GQDs体系，可以进一步提高电致化学发光信号。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种电致化学发光材料，该电致化学发光材料包括石墨烯量子点、连接链和联吡啶钌类化合物，所述连接链分别与所述石墨烯量子点和所述联吡啶钌类化合物共价键合。

优选地，所述石墨烯量子点的氧碳比为0.3-0.8，优选为0.4-0.75，更优选为0.45-0.68。

优选地，所述石墨烯量子点的平均粒径为2-3nm。

优选地，所述石墨烯量子点的分子量为800-1200g/mol。

优选地，所述石墨烯量子点的最大发射波长在490-520nm范围内。

优选地，所述石墨烯量子点的量子产率为8％以上。

优选地，所述连接链具有与所述石墨烯量子点结合的基团以及与所述联吡啶钌类化合物结合的基团。

优选地，所述连接链具有-X-NH-CO-Y-所示结构或者-X-CO-NH-Y-所示结构，其中，X表示来自烷烃和/或芳烃的残基，Y表示来自多胺、羧酸和/或氨基苯类化合物的残基。