專利名稱：一種1,8-萘酰亞胺熒光染料固載的介孔硅材料及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于識別結(jié)合和用于光學檢測與吸附銅陽離子的離子檢測與吸附技術(shù)領(lǐng) 域，具體設(shè)計利用1，8-萘酰亞胺衍生物固載的介孔硅材料為識別顯色的對水中與生物體 內(nèi)銅離子熒光檢測與吸附方法。
背景技術(shù)：
經(jīng)過科學工作者數(shù)十年的不懈努力，陽離子分子熒光探針在基礎(chǔ)理論研究方面取 得了巨大的進步，實現(xiàn)了對水樣中特定目標重金屬離子的高選擇、高靈敏的檢測。尤其最近 幾年，科學工作者將分子探針成功應(yīng)用到生物體系，通過熒光成像實現(xiàn)了對活體細胞和組 織內(nèi)特定重金屬離子的定量檢測。但是，目前絕大部分的陽離子探針要真正應(yīng)用到現(xiàn)實生 產(chǎn)生活中，科學工作者還需解決如下問題1.小分子熒光探針檢測操作一般是在均相溶液中進行，因而在環(huán)境應(yīng)用方面不利 于目標離子的分離、提取和富集，同時也不利于探針分子的再生利用。2.當小分子探針在生物體應(yīng)用時，有機小分子會受到體內(nèi)生物酶的分解作用，降 低了探針分子的效率和壽命。3.分子熒光探針一般含有染料分子，因此當在生物體應(yīng)用時會對活體組織和細胞 造成傷害。為解決上述問題，打破阻礙分子熒光探針在環(huán)境和生物學應(yīng)用方面的瓶頸，目前 將熒光探針分子固載到無機材料上是一條行之有效的途徑。在載體的選擇方面，介孔硅材 料(mesoporous silica, MS)尤其引人關(guān)注，這是因為和其他材料相比，它有如下優(yōu)點1.介孔硅材料具有有序的孔道和相對較大的比表面積，有利于客體分子進入孔道 內(nèi)部。2.介孔硅材料孔道內(nèi)壁層含有大量羥基(-0H)，可以利用硅膠化反應(yīng)，便捷地將 有機分子嫁接到內(nèi)壁上，得到無機_有機雜化材料。3.由于介孔硅材料不溶于常見溶劑，因此基于介孔硅的材料，在應(yīng)用時一般在非 均相體系中進行，可以便捷地實現(xiàn)目標物的分離、提取、富集。4.介孔硅材料在可見光區(qū)域是透明的，因而有利于作為熒光分子探針的載體。5.介孔硅材料具有良好的生物兼容性，因此在生物領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景。6.介孔硅材料的化學性質(zhì)穩(wěn)定、機械強度大、價格低廉和易于回收，易于大規(guī)模開 發(fā)利用?；诮榭坠璨牧先绱藘?yōu)良的性質(zhì)，目前在介孔硅材料固載的熒光探針領(lǐng)域逐漸 引起關(guān)注。Jong Hwa Jung (Adv. Mater. 2008, 20, 3229-3234)禾口 Chun Hua Yan (J. Mater. Chem.，2007，17，4492-4498)等人將熒光探針小分子固載到介孔硅材料SBA-15上，實現(xiàn)了 固態(tài)化的熒光探針對銅離子的選擇性檢測與吸附分離。Victor S. -Y. Lin等人研究發(fā)現(xiàn)，功 能化的介孔硅材料能有效地透過細胞膜，實現(xiàn)藥物地傳遞與生物傳感應(yīng)用。因此，選擇性能 優(yōu)良的熒光探針分子，進而固載到介孔硅材料上，設(shè)計合成既能檢測并修復(fù)水中的重金屬離子，同時還能定量分析活體組織和細胞內(nèi)重金屬離子的多功能材料，將會在環(huán)境和生物 領(lǐng)域方面有很好的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是將一個銅離子探針分子，N- (3-氨基丙基)_4，5- 二 [(吡啶-2-甲 基)氨基]-1，8萘酰亞胺(P2)熒光基團嫁接到介孔硅材料(MSJn SBAs，MCMs，HMSs，MSUs， 等類型)的孔道內(nèi)壁，得到功能化的雜化材料，不僅可以檢測與吸附水中的銅離子，而且還 將其應(yīng)用到生物活體細胞和組織中，通過熒光顯微成像方法，定量檢測生物體內(nèi)的銅離子。 由于此功能材料對銅離子具有較強的絡(luò)合能力，同時由于硅材料的介孔保護，減弱了體內(nèi) 生物酶對分子探針的破壞和探針分子對生物機體的傷害，因而，此材料還可以用于急性銅 中毒的有效解毒劑。該材料的特征在于將高選擇性、高靈敏度的銅離子探針固載到具有優(yōu) 良特性的介孔硅材料(MS)的孔道內(nèi)壁，實現(xiàn)了優(yōu)勢的整合。
本發(fā)明的技術(shù)方案是在介孔硅材料(MS)的孔道內(nèi)壁表面嫁接了一個高效銅離子熒光探針(P2)，合成 了多功能材料MS-P2，其通式如下
權(quán)利要求
一種1，8 萘酰亞胺熒光染料固載的介孔硅材料，其特征在于，在介孔硅材料(MS)的孔道內(nèi)壁表面嫁接了一個高效銅離子熒光探針，合成了多功能材料MS P2，其通式如下其中反應(yīng)原料4 溴 5 硝基 1，8萘酐是以苊為起始原料合成；4 溴 5 硝基 1，8萘酐和3 氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)在無水乙醇中，氮氣氣體保護和攪拌下，回流反應(yīng)4小時，生成N 3 氨基丙基4 溴 5 硝基 1，8萘酰亞胺(M)；進而在與2 氨甲基吡啶在二甲氧基乙醇中，N2氣體保護和攪拌下，回流反應(yīng)12小時，得到有機探針小分子N (3 氨基丙基) 4，5 二[(吡啶 2 甲基)氨基] 1，8萘酰亞胺(P2)；最后將上述的P2和介孔硅材料(MS)在無水甲苯溶劑中，氮氣保護下，回流反應(yīng)24小時，過濾得到目標材料MS P2。FSA00000031464600011.tif
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種1，8-萘酰亞胺熒光染料固載的介孔硅材料，其特征在于 上述的功能材料以SBA系列介孔硅分子篩為載體的功能材料，其具有如下結(jié)構(gòu)特征。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種1，8-萘酰亞胺熒光染料固載的介孔硅材料，其特征在于 上述的功能材料以MCM系列介孔硅分子篩為載體的功能材料，其具有如下結(jié)構(gòu)特征。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種1，8-萘酰亞胺熒光染料固載的介孔硅材料，其特征在于 上述的功能材料以MSU系列介孔硅分子篩為載體的功能材料，其具有如下結(jié)構(gòu)特征。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種1，8-萘酰亞胺熒光染料固載的介孔硅材料，其特征在于 上述的功能材料以HMS系列介孔硅分子篩為載體的功能材料，其具有如下結(jié)構(gòu)特征。
6.應(yīng)用權(quán)利要求1、2、3、4和5所述的介孔硅材料，其特征在于，該目標材料MS-P2用于 對銅離子高選擇性、高靈敏度的檢測與吸附。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種1，8-萘酰亞胺熒光染料固載的介孔硅材料及其對銅離子檢測與吸附方法，本發(fā)明屬于識別結(jié)合和用于光學檢測與吸附銅陽離子的離子檢測與吸附技術(shù)領(lǐng)域。該方法是以4-溴-5-硝基-1，8萘酐和介孔硅材料(MS)為原料，在有機溶劑中，經(jīng)過一系列反應(yīng)，得到功能化的雜化材料(MS-P2)。該材料能檢測水樣中小于1ppb的銅離子，同時該材料還能吸附80％的銅離子，因此該介孔硅材料可以在環(huán)境治理方面具有很好的應(yīng)用前景。活體組織和細胞熒光成像試驗證明，該材料可以定量檢測與吸附生物體內(nèi)的銅離子，因此該功能材料可以用于急性銅中毒的解毒劑。此材料經(jīng)適當處理可再生利用。
文檔編號G01N21/64GK101968445SQ201010123639
公開日2011年2月9日 申請日期2010年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月11日
發(fā)明者何廣杰, 何成, 周硼, 孟慶濤, 張曉琳, 段春迎 申請人:大連理工大學