一种非接触式磷光离子传感材料及其制备和应用方法

文档序号:34446498发布日期:2023-06-13 10:51阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种非接触式磷光离子传感材料,其特征在于,该材料包括吸收型指示剂和磷光染料,以及用于负载吸收型指示剂和磷光染料的负载材料;吸收型指示剂的吸收光谱与磷光染料的发射光谱存在光谱重叠,从而将吸收型指示剂的吸收光谱变化信号转变为磷光染料的磷光寿命变化信号;

2.如权利要求1所述的一种非接触式磷光离子传感材料,其特征在于,所述的吸收型指示剂可选择性地响应离子浓度的变化:包括所述的氢离子指示剂为百里酚蓝指示剂;所述的钠离子指示剂为12-冠-4衍生物指示剂;所述的镁离子指示剂为酸性铬蓝k指示剂;所述的铝离子指示剂为二甲酚橙指示剂;所述的氯离子指示剂为硫氰酸汞指示剂;所述的钾离子指示剂为15-冠-5衍生物指示剂;所述的钙离子指示剂为偶氮胂iii指示剂;所述的钴离子指示剂为二甲酚橙指示剂;所述的铜离子指示剂为双环己酮草酰二腙指示剂;所述的锌离子指示剂为双硫腙指示剂;所述的铅离子指示剂为四-(3,5-二溴-4-羟基苯)卟啉指示剂。

3.如权利要求1所述的一种非接触式磷光离子传感材料,其特征在于,所述的钌配合物包括以下一种或几种的任意组合:

4.如权利要求1所述的一种非接触式磷光离子传感材料,其特征在于,所述的铂/钯配合物包括以下一种或几种的任意组合:

5.如权利要求1所述的一种非接触式磷光离子传感材料,其特征在于,所述的铕配合物包括以下一种或几种的任意组合:

6.如权利要求1所述的一种非接触式磷光离子传感材料,其特征在于,所述的铱配合物包括以下一种或几种的任意组合:

7.如权利要求1所述的一种非接触式磷光离子传感材料,其特征在于,所述的磷光染料的磷光寿命大于200ns。

8.如权利要求1所述的一种非接触式磷光离子传感材料,其特征在于,所述的负载材料包括有机聚合物材料和无机材料。

9.如权利要求8所述的一种非接触式磷光离子传感材料,其特征在于,所述的负载材料包括聚酯类、表面带有修饰基团的聚烃类有机聚合物材料和无机纳米、微米材料。

10.如权利要求9所述的一种非接触式磷光离子传感材料,其特征在于,所述的负载材料包括聚氨酯、纤维素和氧化硅纳米颗粒。

11.如权利要求1所述的一种非接触式磷光离子传感材料,其特征在于,所述的吸收型指示剂和磷光染料被负载在负载材料中,吸收型指示剂和磷光染料在空间上接近,从而使得磷光染料和吸收型指示剂之间能够发生能量转移。

12.如权利要求11所述的一种非接触式磷光离子传感材料,其特征在于,所述的吸收型指示剂和磷光染料结合在一个负载材料上,或结合在不同的负载纳米颗粒上,通过物理溶解负载。

13.如权利要求12所述的一种非接触式磷光离子传感材料,其特征在于,所述的负载方式为磷光染料被包裹在负载材料内部,保护磷光材料的发光特性不受外界环境因素改变的影响,吸收型指示剂共价连接在负载材料上。

14.如权利要求1所述的一种非接触式磷光离子传感材料,其特征在于:

15.一种如权利要求1所述的非接触式磷光离子传感材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

16.如权利要求15所述的一种非接触式磷光离子传感材料的制备方法,其特征在于,所述的步骤3中,负载方式可结合在单个纳米颗粒上,或通过物理包裹或者共价修饰的方式负载结合在不同的纳米颗粒上。

17.一种如权利要求1所述的非接触式磷光离子传感材料的应用方法,其特征在于,利用磷光寿命测量/成像系统进行离子浓度的检测/成像,磷光寿命可通过时间相关单光子计数(tcspc)和相位变化测量或磷光寿命显微成像(plim),从而得到待测离子的浓度数据。

18.如权利要求17所述的非接触式磷光离子传感材料的应用方法,其特征在于,该检测方法是非接触式的,即采用磷光寿命测量/成像系统进行离子浓度的检测/成像,磷光信号经光纤传导,由探测器或成像系统收集信号,可远程、在线监测。


技术总结
本发明提供了一种非接触式磷光离子传感材料的设计、制备和应用方法。该材料由具有响应离子浓度变化的吸收型指示剂和长寿命的磷光染料组成,其中吸收型离子指示剂的吸收光谱与磷光染料的发射光谱具有明显的光谱重叠,当两者被负载在基质载体上,由于两者在空间上接近,两者之间会发生明显的能量转移,从而将具有响应离子浓度变化的吸收光谱信号转变为磷光寿命的变化信号,通过简单易得的相分辨磷光寿命测量技术实现离子浓度的精准测量。该材料构建简单、应用范围广、稳定性良好、可用于长期检测、结果可靠,解决了现有荧光离子传感材料稳定性差,测量准确度低、误差大的问题,突破了高性能离子传感材料种类数量稀少的瓶颈问题。

技术研发人员:王旭东,林贞贞,张莺露
受保护的技术使用者:复旦大学
技术研发日:
技术公布日:2024/1/13
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