[发明专利]用于检测多种溶剂的基于磷的传感器

说明书

本申请提供了一种用于检测多种溶剂的基于磷的传感器。公开的实施方案涉及通过以下方式监测环境的溶剂存在性：(i)将环境暴露于发光化合物，其中发光化合物的相对荧光发射强度在与溶剂相互作用时进行变化；和(ii)监测发光化合物的相对荧光发射强度的变化，其中不存在变化表明溶剂不存在于环境中，并且其中存在变化表明溶剂存在于环境中。发光化合物包括具有一个或多个羧基基团的磷原子，其中羧基基团与一种或多种金属离子(例如镧系元素离子和钇离子)配位。本公开还涉及用于监测环境的溶剂存在性的传感器，其中传感器包括一种或多种上述发光化合物。该方法具有优异的检测速度、检测效率、检测准确性和检测再现性。

本申请是申请日为2016年05月10日、申请号为201680027678.6、发明创造名称为“用于检测多种溶剂的基于磷的传感器”的发明专利申请的分案申请，该申请号为201680027678.6的申请要求于2015年5月11日提交的美国临时专利申请号62/159,602和于2016年1月22日提交的美国临时专利申请号62/281,830的优先权。每个前述申请的全文以引用方式并入本文。

关于联邦资助研究的声明

本发明是根据由国家科学基金会颁发的批准号DMR1506694在政府支持下进行的。美国政府对本发明具有一定的权利。

技术领域

本申请属于传感器领域，具体地，涉及一种用于检测多种溶剂的基于磷的传感器。

背景技术

目前用于检测各种环境中的溶剂的方法和传感器具有许多限制，包括在速度、效率、准确性和再现性方面的限制。例如，目前检测溶剂原料内的溶剂的方法需要样品分离和化学分析。本公开解决了此类限制。

发明内容

在一些实施方案中，本公开涉及监测环境的溶剂存在性的方法。在一些实施方案中，所述方法包括：(i)将环境暴露于发光化合物，其中发光化合物的相对荧光发射强度在与溶剂相互作用时进行变化；和(ii)监测发光化合物的相对荧光发射强度的变化，其中不存在变化表明溶剂不存在于环境中，并且其中存在变化表明溶剂存在于环境中。

本公开的发光化合物包括具有一个或多个羧基基团的磷原子，其中羧基基团与一种或多种金属离子配位。在一些实施方案中，金属离子包括但不限于镧系元素离子、钇离子及其组合。在一些实施方案中，发光化合物中的磷原子被氧化。在一些实施方案中，发光化合物是多孔的。在一些实施方案中，发光化合物呈晶格形式，其中发光化合物中的金属离子与相邻发光化合物上的羧基基团配位以形成晶格。

在一些实施方案中，环境是液体环境，诸如储存器、水形成物、溶液、溶剂原料及其组合。在一些实施方案中，在环境中待检测的溶剂包括但不限于水、醇、二氧六环、甲苯、二甲基甲酰胺、己烷、氯仿、乙腈、吡啶、氧化氘及其组合。

在一些实施方案中，环境通过包括但不限于混合、温育、交换、浸渍及其组合的方法暴露于发光化合物。在一些实施方案中，当环境中的溶剂可逆地渗透发光化合物时，发生发光化合物的相对荧光发射强度的变化。在一些实施方案中，发光化合物的相对荧光发射强度的变化由颜色变化、可见光发射强度的变化、可见光发射图案的变化及其组合来表示。

在一些实施方案中，通过利用光谱仪或通过此类方法的组合来目测地实时监测发光化合物的相对荧光发射强度的变化。在一些实施方案中，利用单一发光化合物来监测环境中多种不同溶剂的存在，其中多种不同溶剂中的每一种引起发光化合物的相对荧光发射强度的可区分变化。在一些实施方案中，利用多种不同的发光化合物来监测环境中一种或多种溶剂的存在。

在另外的实施方案中，本公开涉及用于监测环境的溶剂存在性的传感器。在一些实施方案中，传感器包括本公开的一种或多种荧光化合物。

附图说明

图1提供了监测环境的溶剂存在性的方法的示意图。