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1、(10)申请公布号 CN 102830098 A (43)申请公布日 2012.12.19 CN 102830098 A *CN102830098A* (21)申请号 201210252381.3 (22)申请日 2012.07.20 G01N 21/64(2006.01) (71)申请人 江苏广播电视大学 地址 210095 江苏省南京市鼓楼区江东北路 399 号 (72)发明人 秦品珠 唐荣 韩承辉 牛承岗 干方群 (74)专利代理机构 南京经纬专利商标代理有限 公司 32200 代理人 李纪昌 (54) 发明名称 一种测定苦味酸含量的荧光传感器及其制备 方法 (57) 摘要 本发明公开了。
2、一种检测苦味酸含量的荧光 化学传感器， 膜基质单体中的荧光载体为丙烯基 四碘荧光素。将 15mg 荧光载体丙烯基四碘荧光 素溶于 0.2mlN,N- 二甲基甲酰胺中， 充分溶解， 加入 200mg 丙烯酰胺， 0.4ml 甲基丙烯酸羟乙酯， 0.15ml 交联剂三乙氧基三甲基丙烯酸酯， 0.2ml 三乙醇胺， 最后加入 0.25ml1- 羟基环己基苯基甲 酮， 混合均匀 ； 移取上述溶液滴于聚四氟乙烯板 上， 用已硅烷化好的石英玻片盖于其上， 再用紫外 灯照射 20 分钟， 室温干燥。该传感器具有制备简 单、 稳定性好、 响应时间短、 重现性好等优点， 能够 连续、 实时、 在线的测定苦味酸的。
3、含量。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 2 页 1/1 页 2 1. 一种检测苦味酸含量的荧光化学传感器， 包括硅烷化的石英玻片、 膜基质单体经光 聚合附着于玻片上的光极膜， 其特征在于 ： 所述膜基质单体中的荧光载体为丙烯基四碘荧 光素。 2. 一种检测苦味酸含量的荧光化学传感器的制备方法， 包括玻片的硅烷化、 光极膜的 制备， 其特征在于所述光极膜的制备方法如下 ： 将 15 mg 荧光载体丙烯基四碘荧光素溶于 0.2 ml N,N-二甲基甲酰胺中。
4、， 充分溶解， 加入200 mg丙烯酰胺， 0.4 ml甲基丙烯酸羟乙酯， 0.15 ml 交联剂三乙氧基三甲基丙烯酸酯， 0.2 ml 三乙醇胺， 最后加入 0.25 ml 1- 羟基环 己基苯基甲酮， 混合均匀 ； 移取上述溶液滴于聚四氟乙烯板上， 用已硅烷化好的石英玻片盖 于其上， 再用紫外灯照射 20 分钟， 室温干燥。 权 利 要 求 书 CN 102830098 A 2 1/4 页 3 一种测定苦味酸含量的荧光传感器及其制备方法 技术领域 0001 本发明涉及一种荧光传感器， 具体涉及一种测定苦味酸含量的荧光传感器及其制 备方法。 背景技术 0002 苦味酸， 学名 2,4,6- 。
5、三硝基苯酚， 属于硝基酚类化合物， 为淡黄色晶状固体， 无 臭， 味苦。主要用作爆炸物的制造、 农业上的杀菌剂及除霉剂、 医药治疗上的杀菌剂及收敛 剂的制造等。对眼睛、 皮肤、 呼吸道和消化道产生危害， 吸入人体的话可引起头痛、 头晕、 恶 心、 呕吐、 食欲减退、 腹泻和发热等症状， 并损伤红细胞， 引起出血性肾炎、 肝炎、 黄疸等。为 强氧化剂， 能与可燃物、 还原剂剧烈反应而发生燃烧爆炸。能腐蚀金属， 而且生成的金属盐 对震动或热极为敏感。 若过量排入水体， 必将造成水源污染， 故苦味酸已是环境监测的重要 指标之一。 0003 苦味酸的检测方法常用将硝基酚还原成偶氮染料的经典化学法， 紫。
6、外分光光度 法， 目前多采用灵敏度较高的气相色谱法和高效液相色谱法。 分光光度法检测限比较高， 但 是操作步骤较多。 液相色谱法需要萃取浓缩， 操作也较为繁琐， 气相色谱法分析苦味酸的水 溶液， 水分会导致色谱柱的使用寿命缩短， 严重的会使色谱柱失效。随着传感技术的发展， 特别是荧光化学传感器表现出简便快速的分析特征， 并在药物分析、 生物测定等领域广泛 应用。 在各种荧光传感器的设计与研制中， 基于荧光强度变化的荧光传感器具有操作简单、 响应速度快、 可逆性好、 寿命长等优点。 0004 因此， 研制一种新的苦味酸荧光传感器是很有意义的。 发明内容 0005 本发明旨在研制一种新的荧光传感器。
7、， 使其能测定苦味酸的含量。 0006 为达到上述目的， 本发明提供一种检测苦味酸含量的荧光化学传感器， 包括硅烷 化的石英玻片、 膜基质单体经光聚合附着于玻片上的光极膜， 所述膜基质单体中的荧光载 体为丙烯基四碘荧光素。 0007 烯丙基四碘荧光素， 结构式如下 ： 0008 0009 一种检测苦味酸含量的荧光化学传感器的制备方法， 包括玻片的硅烷化、 光极 膜的制备， 所述光极膜的制备方法如下 ： 将 15mg 荧光载体丙烯基四碘荧光素溶于 0.2ml N,N- 甲基甲酰胺中， 充分溶解， 加入 200mg 丙烯酰胺， 0.4ml 甲基丙烯酸羟乙酯， 0.15ml 交 说 明 书 CN 1。
8、02830098 A 3 2/4 页 4 联剂三乙氧基三甲基丙烯酸酯， 0.2ml 三乙醇胺， 最后加入 0.25ml1- 羟基环己基苯基甲酮， 混合均匀 ； 移取上述溶液滴于聚四氟乙烯板上， 用已硅烷化好的石英玻片盖于其上， 再用紫 外灯照射 20 分钟， 取出光固化好的玻片先后用水和乙醇冲洗， 直到观察不到载体的流失为 止， 室温干燥。 0010 将以丙烯基四碘荧光素为荧光载体制成的光极膜装入聚四氟乙烯流通池的顶端， 待测样品以 1.3ml/min 的速度输入流通池， 在不同浓度苦味酸溶液中荧光载体的最大激发 波长和发射波长处测量荧光强度， 并按照校正方程测出未知样中苦味酸的含量。 001。
9、1 有益效果 ： 本发明设计的荧光分子易于合成， 通过共价固定的方法有效的阻止了 荧光载体的流失 ； 并且该传感器结构简单， 表现出了很好的稳定性、 重现性和可逆性 （图 2） ； 实现了对水溶液中苦味酸含量的连续、 实时、 在线的测定 （图 3） 。 附图说明 0012 图 1 是不同浓度苦味酸溶液中敏感膜的荧光光谱图， 从上到下分别为 ： 空白溶 液， 110-7moll-1， 110-6moll-1,110-5moll-1,110-4mol l-1,110-3mol l-1,110-2mol l-1,0.510-1moll-1， 110-1moll-1。结果显示随着苦味酸浓度的增加， 敏。
10、感膜的荧光强度明 显减弱。我们可以通过荧光强度的变化来测定苦味酸的浓度。 0013 图 2 是在循环通入不同浓度苦味酸的水溶液时荧光强度随时间的变化情况。其中 横坐标为时间， 纵坐标为荧光强度。苦味酸含量从低到高依次为 ： 0mol l-1， 110-5mol l-1， 110-2moll-1， 110-1mol l-1。从图上可以看出从一种溶液到另一种溶液的荧光强度的变 化， 7 次重复循环测定荧光强度， 重现性和可逆性都比较令人满意， 恢复时间和浓度变化次 序并无关系。该传感器表现出了很好的稳定性、 重现性和可逆性。 0014 图 3 是苦味酸浓度 （C）与荧光强度 （I）的关系图。当苦味。
11、酸浓度在 110-7 0.510-1moll-1之间时， -lnC 与荧光强度之间呈现了良好的线性关系， 校正方程为 ： I=7.43(-lnC)+353.05(R=0.9940)。 苦味酸浓度在110-70.510-1mol l-1之间时， 可以 作为传感器测定苦味酸的定量关系。 具体实施方式 0015 实施例 1 ： 0016 烯丙基四碘荧光素的合成步骤参考文献 （Anal.Chim.Acta,1997:V342 207-213） 中的合成路线， 具体步骤如下所示 ： 0017 将摩尔比为 1 ： 3 的四碘荧光素钠 （化合物 A） 和溴丙烯 （化合物 B） 在 N,N- 二甲基 甲酰胺中。
12、， 于80条件下搅拌3小时， 使其充分反应， 反应完毕后旋转蒸发除去N,N-二甲基 甲酰胺， 所得固体用水溶解， 用0.2mol l-1的盐酸调节至酸性， 产生红色沉淀， 过滤， 干燥， 用 乙醇重结晶。得到带端基双键的四碘荧光素衍生物 （化合物 C） ， 产率为 65%， MS:(M+H)+877。 0018 说 明 书 CN 102830098 A 4 3/4 页 5 0019 苦味酸中芳环上的硝基基团是强吸电子基， 与四碘荧光素形成了荧光复合物， 导 致四碘荧光素的荧光猝灭。 因此， 苦味酸含量变化时， 荧光强度随之改变， 见图1。 这种四碘 荧光素衍生物在含不同浓度的苦味酸溶液中产生的。
13、上述荧光强度响应可以用作荧光传感 器， 以实现对溶液中少量苦味酸原位、 实时检测。 0020 实施例 2 ： 0021 荧光传感器的制备及测定包括以下步骤 ： 0022 1、 玻片的硅烷化 ： 将石英玻片 （直径 12.5mm） 浸入铬酸洗液中浸泡 40 分钟， 依次放 入 3% 氢氟酸中浸泡 30 分钟， 然后用蒸馏水冲洗干净使完全不再沾有 3% 的氢氟酸， 再加入 10% 的双氧水中浸泡 30 分钟。再用蒸馏水冲洗干净。用干燥的移液管量取 0.2ml 甲基丙烯 酸丙酯， 2ml 0.2mol l-1的 pH 为 3.6 的醋酸醋酸钠缓冲液和 8ml 蒸馏水混合， 搅拌 10 分 钟使甲基丙。
14、烯酸丙酯完全融解以制备硅烷化溶液。玻片浸入此溶液中 2 3 小时， 然后用 蒸馏水洗净， 室温干燥备用。 0023 2、 光极膜的制备 ： 将15mg烯丙基四碘荧光素溶于0.2ml N,N-二甲基甲酰胺中， 充 分溶解。依次加入 200mg 丙烯酰胺， 0.4ml 甲基丙烯酸羟乙酯， 0.15ml 交联剂三乙氧基三甲 基丙烯酸酯， 0.15ml 三乙醇胺和 0.2ml 1- 羟基环己基苯基甲酮。取 0.1 0.2ml 上述溶液 于聚四氟乙烯板上， 用已硅烷化的玻片盖于其上， 再用紫外灯 （波长 =254nm） 照射 20 分钟， 取出光固化好的玻片先后用水和乙醇冲洗， 直到观察不到载体的流失为。
15、止， 室温干燥。 0024 荧光测量在带计算机数据处理系统的PerkingElmer LS55荧光磷光分光光度计上 进行。 将附着光极膜的石英玻片由螺母固定在自制的聚四氟乙烯流通池内， 膜面朝下， 使光 极膜与样品溶液接触。一支双臂光纤一端接在分光光度计上， 另一端插入流通池并紧贴玻 片反面， 激发光源发出的辐射通过双臂光纤的一端传输到流通池中照射玻片表面， 并激发 光极膜中的荧光物质， 发射的荧光再由另一端传输返回到检测器， 进行测定。 样品溶液由蠕 动泵以 1.3ml/min 的速度输入流通池， 光极膜与样品溶液达到平衡后就可得到一个稳定的 荧光强度值。本发明的荧光化学传感器可应用于水溶液。
16、中苦味酸含量的测定。 0025 实施例 3 ： 校正方程的测定 0026 将不同浓度的苦味酸溶液 （0mol l-1， 110-7mol l-1， 110-6mol l-1,110-5mol l-1,110-4moll-1,110-3mol l-1,110-2mol l-1,0.510-1moll-1， 110-1moll-1）分 别 由 蠕动泵以 1.3ml/min 的速度输入流通池， 光极膜与溶液达到平衡后就可得到一个稳定的 荧光强度 (I)。用 Sigmaplot 软件作直线拟合， 当苦味酸浓度在 110-7 0.510-1mol l-1之间时， -lnC 与荧光强度之间呈现了良好的线性。
17、关系， 如图 3 所示， 得到校正方程为 ： I=7.43(-ln C)+353.05(R=0.9940)。苦味酸浓度在 110-7 0.510-1mol l-1之间时， 可 以作为传感器测定苦味酸的定量关系。 说 明 书 CN 102830098 A 5 4/4 页 6 0027 将需要测定的未知浓度的样品， 按照同样的方法由蠕动泵以 1.3ml/min 的速度输 入流通池， 光极膜与溶液达到平衡后， 读出稳定的荧光强度的数值， 根据校正方程， 得到苦 味酸的含量。 0028 实施例 4 ： 0029 将 （大于反应量） 的过量的苦味酸与定量奎宁反应， 奎宁与苦味酸生成沉淀。将沉 淀与溶液分。
18、离， 通过测定虑液中未消耗的苦味酸的含量， 间接测定奎宁的浓度。 复方奎宁注 射液的组份为硫酸奎宁， 咖啡因和乌拉坦 （氨基甲酸乙酸） ， 后两种成分不干扰测定。具体测 定步骤如下 ： 0030 取 100ml 110-2mol/L 苦味酸标准溶液于一烧杯中， 加一定量市场上出售的复方 奎宁注射液， 充分搅拌， 使之沉淀完全， 抽滤， 用少量水洗涤沉淀 2 次， 滤液转移至 250ml 容 量瓶中， 加水至刻度线， 摇匀， 取此液 0.25ml 进行测定， 结果如下表所示 ： 0031 0032 实施例 5 ： 0033 以生活污水为研究对象， 用标准加入法来考察该传感器在实际水样中的应用。 用经过简单过滤后的生活污水通过逐级稀释的方法配置浓度分别为 1.010-5mol l-1、 5.010-5mol l-1、 1.010-4mol l-1的苦味酸溶液， 按上述实验步骤， 对水样直接进行测定， 结果如下表所示 ： 0034 0035 a: 三次所测得的平均值 0036 b: 标准偏差 说 明 书 CN 102830098 A 6 1/2 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102830098 A 7 2/2 页 8 图 3 说 明 书 附 图 CN 102830098 A 8 。