[发明专利]对毒品分子有传感功能的荧光共轭聚合物材料及检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种对毒品分子有传感功能的荧光共轭聚合物材料及检测方法，以及其在毒品分子检测方面的应用。

背景技术

毒品不仅危害吸毒者本人，而且祸及家庭和社会。据2007年中国公安部发表的“中国禁毒报告”白皮书报道，2006年，全国公安机关共破获毒品犯罪案件4.63万起，缴获海洛因5.79吨、鸦片1.69吨、冰毒5.95吨、摇头丸45.41万粒、氯胺酮1.79吨。联合国毒品监督机构的数据显示全球经常性和偶尔性的毒品使用者已达两亿之多。在我国和全球范围内滥用最广泛的就是苯丙胺类(冰毒，摇头丸等)、海洛因、氯胺酮(K粉，迷魂药)，这些毒品是公安执法部门禁毒的重点。

目前针对这些毒品包括甲基苯丙胺、海洛因、氯胺酮等的检测主要基于气相色谱-质谱联用技术、免疫分析法、傅里叶红外和离子迁移谱等，色谱-质谱联用技术设备复杂，不适合现场快速检测；免疫分析法特异和灵敏，但是单克隆抗体的制备比较困难和繁琐，检测周期长，而且抗体的稳定性较差，不宜长时间保存；傅里叶红外技术受水和二氧化碳的影响较大，而且检测灵敏度较低；离子迁移谱技术一般采用放射源，对对操作者身体有影响。开发现场、快速、灵敏的稳定的可满足刑侦检测传感材料及器件是当前缉毒、禁毒的迫切需要。荧光共轭聚合物技术是痕量物质检测技术中最灵敏的技术，而且可以现场、快速和在线测试，测试过程方便、快速、灵敏，样品无需前处理。而且荧光共轭聚合物比抗体稳定，易存放，因而更适合现场侦检需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对毒品分子有传感功能的传感材料和传感器件在毒品分子检测方面的应用。本发明利用对荧聚芴类发光材料光量子效率较高的，具有灵敏和快速等特点。具体地说本发明所提供的传感材料为一种侧链末端含胺基、酰胺或胺基盐酸盐的聚合物发光材料。长链的引入可以控制聚合物链的取向和调节聚合物的溶解性；胺基、酰胺或胺基盐酸盐的引入一方面可控制聚合物在水中的溶解性，另一方面胺基可以与毒品分子的盐酸化的胺基之间有强的静电相互作用和氢键相互作用，再加上荧光聚合物骨架的高的激子迁移率，因而具有较高的灵敏度和选择性。和抗原-抗体的设计概念不同，本荧光共轭聚合物的设计结合了静电和氢键两种相互作用，通过这两种相互作用引起聚合物链的聚集从而使荧光强度产生剧烈变化，因而具有较高的灵敏度和较好的选择性。本发明提供的聚合物材料具有合成简单和容易大量合成的特点，为实用化的传感器的开发奠定了基础。同时，本材料还可以用于电致发光、化学和生物传感器领域。

首先本发明提供了一种有效检测毒品分子传感材料。

本发明提供的化合物其化学结构如图1的结构通式所示。其中，碳-9位置的末端为胺基、酰胺或胺基盐酸盐的碳链取代的芴单元，即R₁和R₂，其中R₁或R₂分别为C_nH_2nNH₂、C_nH_2nNHBoc或C_nH_2nNH₃Cl。且R₂可以等于R₁，也可以不等于R₁，但n不能同时为0，可以为离子型、非离子型长链取代基；Ar为芳基，包括杂环的和苯环以及稠环取代基。k为聚合物的重复单元数，为1至200的正整数。其中碳-9位可以含有一个或两个胺基、酰胺或胺基盐酸盐的碳链取代基，其中表示碳原子或烷氧链重复单元数目的n为0～20的正整数。K代表聚合物重复单元的个数，它为1～200的正整数。

实施例中的PF1、PF2和PF3分别为n等于6和碳链端基分别为-NH₂、-NHBoc和-NH₃Cl基团的荧光共轭聚合物。

所述的对毒品分子有传感功能的荧光共轭聚合物传感材料，其特征在于芴单元通过2，7位或3，6位与其它单体共聚。和芴单元共聚的单元可以是各种不同程度的给电子和受电子取代基的芳基，用于荧光聚合物的发射波长调节。共聚单体有受电子的噁二唑、三嗪、吖啶和噻二唑、三氟甲基苯和氰基苯等单元；有给电子的三苯胺、咔唑、烷氧基苯和芴等。除芴单元与另一单体的二元共聚物外，聚合物还可以是含芴的多元共聚物。