[发明专利]一种基于喷墨打印技术制备重金属离子检测传感试纸的方法及其相关试纸的应用

摘要

本发明公开了一种基于喷墨打印技术制备重金属离子检测传感试纸的方法及其相关试纸的应用。本发明首先是以双亲性大分子树脂作为分散剂，制备了含有能选择性检测特定重金属离子的传感基元的智能型墨水，利用喷墨打印技术将含有传感基元的智能型墨水喷印到试纸的特定位置，达到在一张试纸上负载一种或同时集成负载多种不同重金属离子的传感基元，实现一张试纸能检测一种或同时检测多种不同重金属离子的目的。该种重金属离子检测传感试纸制备简单、成本低廉、绿色环保；再者使用方便，通过肉眼可识别的色彩变化实现对同时水介质中的一种或多种重金属离子进行直接、实时实地、特异的检测。

主权项

一种基于喷墨打印技术制备重金属离子检测传感试纸的方法，其特征在于：以双亲性大分子树脂作为分散剂，将对重金属离子有选择性可见光显色响应的探针分子调制成适于喷墨打印的智能型墨水——该墨水为具有选择性检测特定重金属离子的功能，然后将智能型墨水装入喷墨打印机的墨盒中，利用喷墨打印技术喷印到试纸的特定位置上形成检测区域和一定的文字图案，制备对重金属离子具有检测功能的检测传感试纸；含有能检测特定重金属离子探针的智能型墨水，每种墨水要求黏度低于20cp，表面张力在28mN/m‑350mN/m之间，粒子粒径小于300nm，每种墨水都只对单一的目标重金属离子有检测效果，且所述智能型墨水具体包括如下部分：(1)具有能选择性检测特定重金属离子的小分子探针，该类结构的摩尔浓度在0.1‑5mM；(2)双亲性大分子树脂，该类结构的质量浓度在最后在2‑5mg/mL，作为探针的分散剂；(3)缓冲溶液，HEPES‑NaOH缓冲液或Tris‑HCl缓冲液，所加缓冲液浓度在10‑20mM，最终墨水pH值在6.5‑10之间(4)溶剂，有机溶剂与水的共溶剂；所述能检测特定重金属离子的探针是指能和目标重金属离子发生配位或化学反应而显色的化合物，要求具有一定的稳定性，对目标重金属离子有良好的显色效果、特定的选择性，以及较高的敏感性，具体可选用a类：罗丹明类衍生物作为相关探针，通式如下：当R为为检测Fe(III)的探针，记为Rho‑a；当R为‑NH₂，为检测Cu(II)的探针，记为Rho‑b；当R为为检测Cu(II)的探针，记为Rho‑c；当R为为检测Hg(II)的探针，记为Rho‑d；当R为为检测Hg(II)的探针，记为Rho‑e其次有b类：非罗丹明类检测探针，具体可用为检测Mn(II)的探针，记为n‑Rho‑a；所述双亲性大分子树脂为非离子型，具体是PEO‑co‑PS，PNVP‑co‑PS；所述溶剂为混合溶剂，要求适于喷墨打印，其中主要为去离子水，其余少量可根据探针分子本身溶解情况选用乙腈，乙醇，DMSO常用有机溶剂。