[发明专利]一种树枝状分子有机荧光材料及其应用以及一种荧光薄膜及其制备方法

说明书

本发明提供了一种树枝状分子有机荧光材料及其应用以及一种荧光薄膜及其制备方法和应用，属于荧光传感领域。本发明提供的树枝状分子有机荧光材料具有式I所示结构，其中单元A作为树枝状分子的中心核；单元B为树枝状分子的支化单元，单元C为树枝状分子的外围活性基团，具有电化学活性；本发明提供的树枝状分子有机荧光材料分子结构精确，重复性好，对碘离子、汞离子和三价铁离子同时具有荧光响应和比色响应；本发明提供的树枝状分子有机荧光材料以及使用该材料制备的荧光薄膜能够实现碘离子、汞离子和三价铁离子的荧光/比色双通道检测，检测精度高，误差小。

技术领域

本发明涉及荧光传感技术领域，特别涉及一种树枝状分子有机荧光材料及其应用以及一种荧光薄膜及其制备方法。

背景技术

重金属和卤素的检测一直是科学家研究的热点，因为它们对自然生态系统和人类的体内平衡具有重要的作用。其中，Fe³⁺、Hg²⁺和I^-的低浓度检测一直被科学家们的持续研究。

Hg²⁺是最危险、最普遍的污染物之一，它与身体各种功能息息相关。Hg²⁺不能被生物降解，而且可以很容易地穿透皮肤、呼吸系统和胃肠道组织，因此，一旦Hg²⁺被吸收，它就会积累并引起许多疾病，如脑损伤、认知和情感障碍、肾衰竭、水俣病等。

I^-作为人体内一种重要微量元素，与人体的生长和新陈代谢密切相关。缺乏I^-会诱生甲状腺肿大、甲状腺功能减退等，而I^-的过度则会导致甲状腺功能紊乱和自身免疫性疾病的紊乱。

Fe³⁺是人体的必需元素，在人体内参与多种酶和免疫系统的组成并在监测人类健康和环境方面发挥着关键作用。Fe³⁺可以促进血红素的生成，而血红素可以运输和储存氧气，并在许多酶促反应中起到辅因子的作用。然而，过量或缺乏Fe³⁺也会导致许多疾病，如贫血、皮肤疾病和免疫系统功能失调，从而诱发某些癌症。

目前重金属和卤素检测技术主要有原子吸收光谱法(AAS)、离子色谱法、发射光谱法(AES)、分光光度法、高效液相色谱电感耦合等离子法、荧光分光光度法等。然而这些方法普遍存在高成本、操作复杂、检测耗时长、仪器大型化等缺点，限制了其在现场检测中的应用。与以上多种检测技术相比较，荧光传感凭借其具有选择性好，灵敏度高，操作步骤简单以及成本低廉等独特的优势脱颖而出。

目前用于Fe³⁺、Hg²⁺和I^-传感的荧光材料主要包括共轭聚合物、小分子荧光材料以及高分子自组装材料等，但是共轭聚合物通常毒性较高，且稳定较差，小分子荧光材料及高分子自组装材料则存在灵敏度低的缺点。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种树枝状分子有机荧光材料及其应用以及一种荧光薄膜及其制备方法。本发明提供的树枝状分子有机荧光材料毒性低、稳定性好、灵敏度高、发光效率高，用于Fe³⁺、Hg²⁺和I^-的荧光检测中具有极高的精确度。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种树枝状分子有机荧光材料，具有式I所示结构：

式I中，A为中心核，B为支化单元，C为外围活性基团，n表示支化单元的重复次数，n≥1；

A选自式Ⅱ所示结构中的一种：

B选自式III所示结构中的一种：

C选自式IV所示结构中的一种：