[发明专利]一种基于主客体自组装的超分子传感器及其制备和应用

说明书

本发明公开了一种基于主客体自组装的超分子传感器，是以功能化柱[5]芳烃为主体，二‑吡啶衍生物DP为客体，在H₂O‑DMSO体系中进行主客体络合而成，该超分子传感器能与Ag⁺配位形成超分子传感器配合物PQDP‑Ag，同时发生荧光增强，因此可用于Ag⁺的单一选择性荧光识别，最低检测线为6.04×10^‑9 M。在传感器配合物PQDP‑Ag中加入I^‑，传感器配合物的荧光发生红移并增强，因此PQDP‑Ag能够高效连续选择性识别I^‑，最低检测限为4.40×10^–9 M。本发明同时制备了负载有该超分子传感器的检测试纸，该试纸能够很好检测溶液中的Ag⁺离子，而且具有方便携带、现象明显、快速检测等优点。

技术领域

本发明涉及一种基于主客体自组装的超分子传感器，尤其涉及一种以8-羟基喹啉功能化柱[5]芳烃为主体，以二-吡啶衍生物为客体，通过自组装络合而成的超分子传感器；本发明还涉及该超分子传感器在超灵敏检测Ag⁺和连续性识别I^-的应用，属于离子检测领域。

背景技术

银Ag是哺乳动物和工业中最丰富的过渡金属之一，银离子Ag⁺在各种生物过程中发挥着重要作用，如与DNA的相互作用；Ag⁺影响着生命系统中的多种生理活动，如与酶结合，会破坏细菌，阻止电子运输。这都表明银离子在生物圈中起着重要的作用。随着科学技术的发展，银及其化合物被广泛应用于珠宝、电镀、成像工业和电器等领域。Ag⁺对我们的生产和生活都很重要，但即使是微量的Ag⁺也会造成不可逆转的破坏。到目前为止，检测Ag⁺的方法有多种，如原子吸收光谱法、电热原子吸收光谱法、电感耦合等离子体质谱法、电感耦合等离子体原子发射光谱法、离子色谱法等。然而，这些方法专业性强，操作难度大。因此，开发快速、便捷、超灵敏检测Ag⁺的方法仍然具有重要意义。

众所周知，碘I是人体必需的微量元素，对人脑功能、细胞发育、神经活动、代谢和甲状腺功能等有重要影响。但是过量碘I或碘离子I^-摄入会导致甲状腺肿、甲状腺功能减退、甲状腺机能亢进和其他疾病。I在化学合成和其他化学应用中有着广泛的应用。因此，I检测非常重要。常用的检测I的方法有GC-MS法、毛细管电泳法和原子吸收光谱法等。这些方法需要昂贵的仪器和复杂的操作。近年来，利用合成受体对阴离子进行比色或荧光检测引起了人们的广泛关注，该方法操作方便，需要一台简单的仪器。到目前为止，已经发展出大量的比色或荧光受体，其中许多能有效地识别F、CN、ACO等碱性或亲核离子。然而，由于I的弱碱性和球形结构，一般的阴离子受体很难与I结合来选择性地检测I，因此关于I受体的报道很少。

超分子组装体系是由至少两个分子通过各种非共价键合方式构建的，例如氢键、阳离子-阴离子静电相互作用、金属-配体键合、疏水性亲水相互作用和电荷转移相互作用等。随着高效识别的二级结构单元的快速发展，刺激反应的超分子组装体系引起了人们极大的兴趣。基于自组装策略构建超分子传感器用于分子和离子识别成为热门研究领域。

发明内容

本发明的目的是提供一种以8-羟基喹啉功能化柱[5]芳烃为主体，二-吡啶衍生物为客体自组装的超分子传感器；

本发明的另一目的，就是提供上述超分子传感器在超灵敏连续检测Ag⁺和I^-的应用。

一、超分子传感器

本发明超分子传感器，是在H₂O-DMSO体系中，主体分子8-羟基喹啉功能化柱[5]芳烃与客体分子二-吡啶衍生物自组装络合而成。标记为PQDP。

其中，主体分子8-羟基喹啉功能化柱[5]芳烃（标记为PQ）的结构式如下：