[发明专利]一种传感器阵列及其在金属离子辅助鉴定中的应用

说明书

技术领域

本发明属于金属离子检测领域，具体涉及一种传感器阵列及其在金属离子辅助鉴定中的应用。

背景技术

金属离子有着环境和生物健康方面的隐患，如今研发新型的传感材料、发明新的金属离子检测策略的需求越来越大。基于荧光的方法由于灵敏、简单，十分符合要求。

共轭聚电解质(CPEs)是在共轭聚合物的骨架基础上，将侧链修饰链接上水溶性基团，如羧酸根，亚硫酸根，磷酸根，和烷基氨基等，而形成了一类聚合物。共轭聚电解质具有信号放大效应和结构易修饰的优点，并且它的离域电子结构给予引人注目的光学、电化学性质，尤其是他们的较大的摩尔消光系数和较强的荧光发射，适合应用于化学和生物传感。

传统的传感器构成总是遵循“钥匙—锁”(一种传感器对应一种分析物)的规律。而且在大多数情况下，传感器的选择性是通过在传感器与分析物之间的分子识别过程达到的，这种识别过程一般基于形状或者大小的吻合、亲水或疏水相互作用、静电相互作用、偶极-偶极相互作用，或者是π-π堆叠。有些情况下，一些例如阳离子诱导能量/电子转移或聚合物链的自聚集/构象改变的信号传递机理也起着很大的作用。虽然大量的成果案例支持着这种传统方法，它也有着选择性方面的缺点。当为每种分析物设计特定的、单一的传感器时，往往会在相关传感材料的准备、为不同传感需求优化方面花费大量的工作，费时费力。

传感器阵列由多个传感器组成，在这个阵列中，每个传感器单独与分析物产生不同的反应信号。值得一提的是，在这种传感器阵列中，传感器与特定分析物之间是不需要有很强的选择性的。将他们分别对每个分析物产生的信号收集、排列，形成每种分析物的反应特征，从而达到检测的目的。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种传感器阵列。

本发明所提供的传感器阵列包括由下述四种共轭聚电解质组成的探针阵列：式I所示共轭聚电解质(PPE-1)、式II所示共轭聚电解质(PPE-2)、式III所示共轭聚电解质(PPE-IDA)和式IV所示共轭聚电解质(PPE-DTA)。

式I中n＝12－61，优选为36。

式II中n＝9－43，优选为26。

式III中n＝5－26，优选为15。

式IV中n＝4－21，优选为13。

上述传感器阵列在对已知摩尔浓度的金属离子的种类进行辅助鉴定中的应用也属于本发明的保护范围。

本发明的再一个目的是提供一种基于上述传感器阵列辅助鉴定已知摩尔浓度的金属离子种类的方法。

本发明所提供的基于传感器阵列辅助鉴定已知摩尔浓度的金属离子种类的方法，包括下述步骤：

(1)将式I所示共轭聚电解质(PPE-1)、式II所示共轭聚电解质(PPE-2)、式III所示共轭聚电解质(PPE-IDA)和式IV所示共轭聚电解质(PPE-DTA)分别配置成式I所示共轭聚电解质(PPE-1)的水溶液、式II所示共轭聚电解质(PPE-2)的水溶液、式III所示共轭聚电解质(PPE-IDA)的水溶液和式IV所示共轭聚电解质(PPE-DTA)的水溶液，在330-500nm波长范围内，分别测定所述四种共轭聚电解质水溶液的紫外－可见吸收光谱，确定所述四种共轭聚电解质的最大吸收波长；分别以所述四种共轭聚电解质的最大吸收波长为荧光激发波长，对相应的共轭聚电解质的水溶液进行荧光发射谱图的测定，以确定每种探针的最大发射波长，其中，PPE-1探针的最大发射波长λ_max(PPE-1)为462nm，PPE-2探针的最大发射波长λ_max(PPE-2)为438nm，PPE-IDA探针的最大发射波长λ_max(PPE-IDA)为432nm，PPE-DTA探针的最大发射波长λ_max(PPE-DTA)为444nm；

(2)将所述式I所示共轭聚电解质(PPE-1)的水溶液分别与一系列已知摩尔浓度的已知金属离子溶液以体积比为1:99进行混合，然后在462nm波长下，对得到的体系依次进行荧光强度检测，并采集所述荧光强度数据，记为第I组荧光强度数据I_(PPE-1)；

将所述式II所示共轭聚电解质(PPE-2)水溶液分别与一系列已知摩尔浓度的多种已知金属离子溶液以体积比为1:99进行混合，然后在438nm波长下，对得到的体系进行荧光强度检测，并采集所述荧光强度数据，记为第II组荧光强度数据I_(PPE-2)；