[发明专利]利用荧光复合材料进行荧光测量温度的方法

说明书

本发明涉及一种用于测量温度的荧光复合材料，包括在光源激发下发出Yb³⁺特征荧光的有机稀土配合物K[Yb(Az)₄]和基质材料，有机稀土配合物K[Yb(Az)₄]包埋于基质材料中，有机稀土配合物K[Yb(Az)₄]与基质材料的质量比为1：0.1～10000。本发明还提供了一种利用荧光复合材料进行荧光测量温度的方法。本发明选用含有Yb³⁺复合材料的Stokes位移一般较大，有效地避免了环境背景干扰；而且利用稀土复合材料作为温度传感材料，可以利用其荧光寿命长、荧光单色性好、荧光强度高的特点；所采用的荧光测量温度的的方法由于采用荧光积分峰面积而非荧光强度作为考察对象，大大减小了测量中由于仪器或测量次数较少引入的随机误差。

本申请为如下申请的分案申请:

申请日：2018.06.27

申请号：201810677559.6

发明创造名字：用于测量温度的荧光复合材料以及利用荧光复合材料进行荧光测量温度的方法

技术领域

本发明涉及一种用于测量温度的荧光复合材料以及利用荧光复合材料进行荧光测量温度的方法。

背景技术

温度这一物理量与科学研究、生产生活以及各项生理过程密切相关。目前用于温度测量的手段和仪器有很多，根据测量原理的不同，测量温度的传感器(测温仪)主要可分为以下三类：

(1)传统的封装液体型温度计，其原理是液体热胀冷缩的性质；

(2)利用塞贝克效应的热电偶型温度传感器；

(3)光学温度传感器。

而液体型温度计、热电偶测温传感器存在一些缺点，如在一些苛刻或腐蚀性的环境中很难应用。在真空或是无氧等苛刻环境中，一方面是因为人为难以在这些环境中操作，另一方面是因为传统的温度传感器难以和在这些苛刻环境中的被测样品发生充分的接触和热量交换，因此难以得到应用。而在强酸或强碱的腐蚀性环境中，由于常用的热电偶温度传感器会在相关环境中被腐蚀，导致损坏，使其读数不够准确。

此外，这类接触式的温度计需要样品和传感器之间具有较高的热交换速率，从而能够快速达到平衡，但在一些微小样品测试中特别是当被测样品的体积小于热电偶的探头时，温度测量结果的准确性就会受到影响。

由于光可以在多种介质中自由传播，因此利用光学信号的荧光温度计具有传统温度计所不具备的特点，包括响应快速，非接触式测量，空间分辨率高等，这使其在对活细胞及活体的生物分析、空气动力学研究、光电功能体系研究及食品货物的包装涂层的温度监测等领域得到了越来越广泛的应用，尤其是当体系的空间分辨率位于毫米甚至微米级别时，例如微流体或细胞等，此时传统温度传感器将很难进行测量，而基于荧光技术的荧光温度传感器正是突破这一瓶颈的有效手段。

事实上，几乎所有荧光分子和材料都具有温度响应的发光性质，这是由于Boltzmann分布和材料的能级结构是温度的函数决定的。荧光分子周围环境温度的改变会影响荧光分子的荧光强度、荧光寿命以及荧光光谱特征峰的形状和位置。这些性质使得荧光材料能够成为潜在的光学温度传感器的敏感材料。荧光传感器的设计通常就是基于荧光材料明显的温度敏感性质。另一方面，大部分荧光温度传感器利用的是紫外-可见光波段的光激发样品，所采用的材料在激发后发出的光大部分位于可见光波长波段，但紫外光对生物组织的损伤较大及紫外-可见光对于生物组织的穿透性较差，这都极大地限制了这类传感器在生物体系分析中的应用。因此，发展一种近红外波段发光的荧光温度传感器及材料就显得尤为重要。