[发明专利]检测氟离子的荧光薄膜传感器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种检测氟离子的荧光薄膜传感器及其制备方法，涉及荧光分子传感器领域。本发明的检测氟离子的荧光薄膜传感器及其制备方法，首先以2‑溴‑9,9‑(N‑咔唑‑己基)芴为原料，经与三甲基乙炔基硅反应，获得可电聚合荧光传感材料单体。接着以荧光传感材料单体经过电化学聚合得到荧光薄膜传感器聚1,4‑二(4‑(9,9‑双(N‑咔唑‑己基)芴基)‑1,2,3‑三唑基)苯，在得到的荧光薄膜传感器中加入Fe³⁺可增强其检测性能。本发明获得的薄膜荧光传感器，可以有效地保证金属离子在薄膜中的快速扩散，提高薄膜检测的灵敏度，使用到的荧光传感原料廉价易得、合成方法相对简单，所构建的器件可逆性好、实用性强。

技术领域

本发明属于荧光分子传感器领域，特别指一种检测氟离子的荧光薄膜传感器及其制备方法。

背景技术

阴离子在生物、环境和化工等领域扮演着重要的角色，设计合成选择性识别阴离子的化学传感器成为当前超分子化学研究领域的重要课题，其中荧光传感器能够将分子识别的信息转换成能被感知的荧光信号，具有高度灵敏性、快速检测，检出限低等特点，可广泛应用于生物化学、细胞生物学和分析化学等相关领域。

氟离子具有很多独特的生物和化学性质。氟是人体必需的微量元素之一，人体内缺少氟，会造成龋齿和骨质疏松等疾病。但是人体内摄入过量的氟会破坏胶原质、降低甲状腺的活力、造成免疫力下降等，对人体危害极大。在细胞学和生物学中，氟化钠会影响细胞信号的传输，而且高浓度的氟离子会导致哺乳动物细胞的凋亡。随着工业的发展、排氟企业的增多及生产规模的扩大，导致环境氟污染日趋严重，因此对氟离子进行选择性识别和检测具有十分重要的现实意义。

目前氟离子的荧光检测多是在液相中进行，但从实际应用的角度出发，固态薄膜要优于溶液。不过至今很少有高效的氟离子薄膜荧光检测的报道，这主要是因为伴随着荧光检测物以薄膜形式来使用，致密的薄膜阻碍了待测金属离子的快速扩散，薄膜荧光量子效率的减弱，膜材料不稳定，使用时易溶胀、溶解、衰减快、稳定性差，选择性差等问题。

发明内容

本发明提供了一种检测氟离子的荧光薄膜传感器及其制备方法，不仅确保了荧光薄膜的通透性以及荧光效率，还实现了薄膜性能的稳定与衬底附着强度可控的效果。

为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：

一种检测氟离子的荧光薄膜传感器，由聚1,4-二(4-(9,9-双(N-咔唑-己基)芴基)-1,2,3-三唑基)苯制成；

其中，所述聚1,4-二(4-(9,9-双(N-咔唑-己基)芴基)-1,2,3-三唑基)苯薄膜与Fe³⁺形成增强型荧光薄膜传感器。

通过混合二氯甲烷和乙腈作溶剂，加入单体1,4-二(4-(9,9-双(N-咔唑-己基)芴基)-1,2,3-三唑基)苯后，经循环伏安法即得到聚1,4-二(4-(9,9-双(N-咔唑-己基)芴基)-1,2,3-三唑基)苯薄膜。

进一步的，对于所述单体1,4-二(4-(9,9-双(N-咔唑-己基)芴基)-1,2,3-三唑基)苯的制备包括如下步骤：

步骤1：以2-溴-9,9-(N-咔唑-己基)芴为原料，经与三甲基乙炔基硅在三乙胺中催化反应之后，得到2-三甲基乙炔基-9,9-(N-咔唑-己基)芴；所述催化反应中的催化剂为双三苯基磷二氯化钯、碘化亚铜和三苯基膦；

步骤2：在氮气条件下，将步骤1得到的2-三甲基乙炔基-9,9-(N-咔唑-己基)芴溶解到THF/H₂O混合液中，加入K₂CO₃，室温下搅拌反应后经真空干燥得到2-乙炔基-9,9-(N-咔唑-己基)芴；