[发明专利]一种基于银离子和邻苯二胺及其衍生物构建的比色阵列传感器及其应用

说明书

本发明提供了一种基于银离子和邻苯二胺及其衍生物构建的比色阵列传感器，该传感器的每一个传感单元由硝酸银与邻苯二胺或其衍生物构成。相比于目前已有的阵列传感器，本发明构建的传感器无需合成，成本低廉，实施方便，并且能用于醛酮、酸、酯等多种有机小分子的识别及富含该类样品的可视化在线监测。

技术领域

本发明属于仿生阵列传感器领域，具体涉及一种基于银离子和邻苯二胺及其衍生物之间 的氧化还原反应构建的阵列传感器，可用于醛酮、酸、酯等化合物及富含该类化合物样品的 鉴别。

背景技术

阵列传感器通过设计模仿哺乳动物嗅觉和味觉系统，利用多个传感单元构建阵列，每一 个单独的传感单元对分析物不必具有高度的选择性，而对不同的组分具有不同的响应能力， 利用传感器阵列对各种分析物整体响应之间的差别，实现对待测物的区分。目前，阵列传感 器已成功被应用于许多复杂体系的分析检测，他们主要用于咖啡、啤酒、蒸馏酒、软硬料以 及中国白酒等复杂体系的区分和鉴别，他们通过获取阵列反应前后的色差值提供独特的颜色 指纹来识别不同目标分析物。

然而，阵列传感器对多种分析物难以实现同时区分和鉴别，且大部分构成传感器单元的 材料不稳定，如金属量子点，贵金属纳米材料等等，它们往往难以被再次重复合成，这大大 限制了实际检测应用的发展。此外，另一部分的传感材料往往涉及复杂的合成方法，如有机 发光分子等等，它们存在繁琐的生产工艺且成本较高等缺点。

银离子与无色邻苯二胺的氧化还原反应会生成黄色的产物2,4-二氨基酚嗪，目前，基于 该氧化还原反应，已成功地用于银离子、汞离子、谷胱甘肽等分析物的检测。该反应稳定、 简单，无需通过复杂的合成方法即可进行实时的检测，然而，该分析方法并未实现有机小分 子的检测及在复杂体系当中的鉴别。

发明内容

本发明为了解决上述阵列传感器存在的缺陷，提供了一种由硝酸银与邻苯二胺及其衍生 物等还原剂构建的阵列传感器，该传感器具有无需合成、原料易得、成本低廉和实施方便等 优点，并能被广泛地用于多种有机小分子的识别以及富含该类化合物样品的可视化在线检测。

本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：

一种基于银离子和邻苯二胺及其衍生物构建的比色阵列传感器，其特征在于，该阵列传 感器由M*N个传感单元构成，M为氧化型离子的种类数量，N为邻苯二胺类还原剂的种类 数量。其中，每一个传感单元采用任一种氧化型离子和任一种邻苯二胺类还原剂混合作为检 测试剂且每个传感单元的检测试剂互斥，传感单元中的氧化型离子、邻苯二胺类还原剂发生 氧化还原反应再与待测物相互作用，根据不同传感单元产物的颜色组成的阵列对待测物进行 识别。所述氧化型离子为银离子、铜离子、铁离子等中的一种或多种。

按上述方案，所述氧化型离子为银离子，采用的化合物为硝酸银，邻苯二胺类还原剂包 括邻苯二胺、2,3-二氨基甲苯、3,4-二氨基甲苯和4-溴邻苯二胺。构建获得包含4个传感单元 的阵列传感器，每一个传感单元的检测试剂分别为硝酸银+邻苯二胺，硝酸银+2,3-二氨基甲 苯，硝酸银+3,4-二氨基甲苯，硝酸银+4-溴邻苯二胺，传感器的首行或首列均为两者的混合溶 液。

按上述方案，所述硝酸银溶液的浓度为1-10mmol/L，邻苯二胺及其衍生物的浓度为1-10 mmol/L，两者的浓度可根据待测有机小分子的浓度进行适当调整。每一个反应孔中首先加入 特定浓度的硝酸银溶液，其次加入邻苯二胺及其衍生物。

按上述方案，所述阵列传感器中当每一个传感单元中所加入的硝酸银和还原剂的浓度相 同时，两者的比例为1:2-2:1。

按上述方案，所述阵列传感器中每一个传感单元的硝酸银和邻苯二胺及其衍生物还原剂 浓度均相同，且总体积相同。