[发明专利]基于烯丙基钙黄绿素的pH荧光传感器及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种荧光传感器，具体涉及一种基于烯丙基钙黄绿素的pH荧光传感器及其制备方法。

背景技术

pH测量与许多领域都息息相关。用传统的玻璃电极进行pH测量时往往会产生一定的困难，这是由于玻璃电极存在阻抗高、易破损、不能用于含氢氟酸的溶液pH的测定，且在高碱度情况下存在“钠误差”等缺陷。同时由于其体积大，不适用于微区、微环境和生物活体的在线检测，更难适应在恶劣环境下应用。

光纤pH荧光传感器主要是通过光纤端部修饰一层识别pH的荧光敏感膜，来检测溶液的pH值。该类传感器由于具有平衡时间快，测量动态范围宽，易于标定，测量信号稳定，便于携带，数据远距离传输，设备工作寿命长，不易受损等特点而不断发展。近年来，越来越多的pH敏感荧光载体如萘酰亚胺类衍生物、香豆素类衍生物等被用来制备pH荧光传感器，这大大拓展了pH传感器的应用空间，在各种溶液环境下pH值的分析测量也取得了突破性的进展。然而，相当一部分能用于制备荧光敏感膜的物质具有合成路线复杂、pH响应范围窄等缺点。钙黄绿素本身就是荧光试剂，价格低廉，其衍生物被广泛制备成金属离子的荧光探针，而关于钙黄绿素衍生物在pH检测方面的应用却未见报道。

对荧光载体的主要的固定方法有两种：1、基于包埋的固定方法。包埋方法简单易行，但是有个很大的缺点就是荧光载体很容易流失。2、荧光载体通过共价固定键合在聚合膜或是固体基质上。此法使得荧光载体几乎不流失、并且具有光极膜寿命长等优点。另外，多数的荧光pH传感器，主要是通过测量荧光强度的变化、荧光寿命的长短或stokes位移的改变来实现溶液pH的测量。但是，测量荧光寿命的设备费用较高，同时很少荧光载体的stokes位移随着pH的变化而改变，使这两种方法在实际应用中受到了限制。

因此，发展一种制备方便、快速、便携式、寿命长的新型pH荧光传感器具有很重要的意义。荧光载体的不断出现使pH传感器进入了一个新的领域。并且固定化技术也在不断地完善，克服了用玻璃电极进行pH测量的种种弊端。众所周知，许多传感器的灵敏性、稳定性、选择性和重复性等方面面临巨大的挑战。因此，希望能够研究和发现出更多的功能性敏感材料，这样我们所面临的问题就有可能得到解决。

发明内容

本发明的目的在于克服上述pH荧光传感器的缺陷，研制一种基于新载体的pH荧光传感器及其制备方法，以烯丙基钙黄绿素为载体，响应时间短，稳定性好，使用寿命长，主要用于碱性溶液的pH测定。

为达到上述目的，本发明提供基于烯丙基钙黄绿素的pH荧光传感器，包括硅烷化的玻片，膜基质单体经光聚合附着于玻片上的光极膜，所述膜基质单体中的荧光载体为烯丙基钙黄绿素。

烯丙基钙黄绿素结构式如下：

基于烯丙基钙黄绿素的pH荧光传感器的制备方法，包括玻片的硅烷化、光极膜的制备，所述光极膜的制备方法如下：

1)、将15mg烯丙基钙黄绿素溶于0.2ml N,N-二甲基甲酰胺中，充分溶解；

2)、往步骤1)的溶液中依次加入200mg丙烯酰胺，0.4ml甲基丙烯酸羟乙酯，0.15ml交联剂三乙氧基三甲基丙烯酸酯，0.2ml三乙醇胺，最后加入0.25ml 1-羟基环己基苯基甲酮，混合均匀；

3)、移取步骤2)中得到的溶液滴于聚四氟乙烯板上，用已硅烷化的玻片盖于其上，在紫外灯下照射30分钟，然后先后用水和乙醇冲洗，室温干燥，制得含光极膜薄层的玻片，即制得基于烯丙基钙黄绿素的pH荧光传感器。

将以烯丙基钙黄绿素为荧光载体制成的光极膜装入聚四氟乙烯流通池的顶端，待测样品以1.5ml/min的速度输入流通池，在最大激发波长505nm和发射波长526nm处测量荧光强度，并按照校正方程测出未知样的pH值。

有益效果：本发明是将烯丙基钙黄绿素共价固定到硅烷化的玻片表面上来制备传感器光极膜，然后在Perkin-Elmer Ls-55荧光磷光分光光度计上测量不同pH溶液中光极膜的荧光强度。光极膜的荧光强度与pH的变化之间存在着线性关系。而且利用这个线性关系便可以检测pH范围在6.5-12.0之间的一些实际水中的氢离子浓度。同时传感器表现出了优异的选择性，重现性，响应速度。其测量的精确性也很高，通过对一些实际水样的试验（废水样、河水样、江水样），发现结果与玻璃电极测量结果基本一样，完全可以用于实际水样的测定。