一种全新pH荧光化学传感器的制备及其荧光性能的研究
2020-01-13安宝东刘晓云高少妮曾凡涛杨秀丽山东科建检测服务有限公司山东日照276800
安宝东 刘晓云 高少妮 曾凡涛 杨秀丽(山东科建检测服务有限公司,山东 日照276800)
在化学、环境、医学和农业等领域,水溶液中pH 的准确快速测定具有重要的意义。pH荧光化学传感器具有灵敏度高、选择性高、抗电信号干扰、可成像等特点[1],成为研究热点。近几年,化学传感器领域引入自组装的概念,以智能型聚合物作为响应基体,实现了全新荧光化学传感器的广泛适应性[2]。
本文制备了一种全新pH 荧光化学传感器,PEG113-b-P(NIPAM-co-Rh)65。它能自组装成以P(NIPAM-co-Rh)65为核的聚集体,pH响应基元Rh位于疏水核内部,导致量子产率提升,从而放大了检测信号。
1 材料与方法
1.1 Rh酸性识别基元的制备
罗丹明B 酰肼(9.86 g,0.02 mol),对羟基苯甲醛(2.44 g,0.02 mol)加入到乙醇(80.00 mL)中。72 ℃下搅拌2 h,冷却结晶,在乙醇中重结晶3次,产物R为白色固体(10.86 g,产率:88.0%)。
R(4.00 g,15.68 mmol)与三乙胺(1.58 g,15.68 mmol)溶解在二氯甲烷(60.00 mL)中,0.0 ℃下滴加甲基丙烯酰氯(1.62 g,15.68 mmol)。25.0 ℃下回流反应4 h。分离有机层,用饱和碳酸钠水溶液洗涤3遍后,除去溶剂得到粗产品并在乙腈中重结晶3次,产物为紫色固体(6.86 g,产率:75.0%)。
1.2 PEG基大分子链转移剂的制备
聚乙二醇单甲醚(10.00 g, 2.00 mmol)(PEG113-OH, Mn,GPC=5.0 kDa,Mw/Mn=1.06,平均聚合度为113),BSPA(1.10 g,4.00 mmol)加入到二氯甲烷(100.00 mL)中。0.0 ℃下滴加DCC(0.84 g, 4.00 mmol),DMAP(50 mg, 0.40 mmol)和二氯甲烷(20.00 mL)的混合液。25.0 ℃下搅拌48 h。过滤不溶物,蒸发过滤后的溶剂,在过量冷乙醚中沉淀,固体粉末继续溶解-沉淀3次,并真空干燥一夜,产物为淡黄固体(9.60 g,产率:62%)。
1.3 PEG113-b-P(NIPAM-co-Rh)65的制备
NIPAM(1.82 g,16.00 mmol),Rh(0.20 g,0.64 mmol),PEG 基大分子链转移剂(0.84 g,0.16 mmol),AIBN(4 mg,24 umol)溶解在1,4-二氧六环(2.8 g)中。在氮气环境下密封,72 ℃下反应1.6 h,在冰水浴中淬灭。反应物用1,4-二氧六环稀释,然后在过量乙醚中沉淀-溶解3次。产物为粉色固体(1.68 g,产率:63%)。
2 结果与讨论
2.1 pH荧光化学传感器的荧光性能研究
当Rh 处于碱性和中性环境下时,由于酰胺环关闭无荧光产生,当Rh 处于酸性环境下时,由于酰胺环打开有红色荧光产生。……
