[发明专利]一种可回收重复利用的荧光传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种可回收重复利用的荧光传感器，其特征在于，该传感器是由两种不同粒径的功能化单分散磁性颗粒通过自组装的方式周期排列而成，所述功能化单分散磁性颗粒是将荧光探针卟啉分子通过化学键修饰到单分散磁性颗粒表面构建得到，所述功能化单分散磁性颗粒周期阵列构成了两种不同光子带隙的三明治光子晶体结构，其中一个光子带隙与所述荧光探针卟啉分子的吸收光谱相匹配，另一个光子带隙与所述荧光探针卟啉分子的发射光谱相匹配，所述三明治光子晶体结构是由粒径较大的功能化单分散磁性颗粒构成三明治光子晶体结构的上层和下层，粒径较小的功能化单分散磁性颗粒构成三明治光子晶体结构的中间层。

2.根据权利要求1所述的可回收重复利用的荧光传感器，其特征是：所述荧光探针卟啉分子是5，10，15，20-四苯基卟啉及其衍生物，如5-(4-氨基苯基)-10, 15, 20-三苯基卟啉、5-(4-羧基苯基)-10, 15, 20-三苯基卟啉、5-(4-羟基苯基)-10, 15, 20-三苯基卟啉、5,10, 15, 20-四(N-甲基-4-吡啶基)卟啉、5，10，15，20-四(4-磺酸基苯基)卟啉、5，10，15，20-四(4-三甲氨基苯基)卟啉、5，10，15，20-四(4-羧基苯基)卟啉、5，10，15，20-四(4-羟基苯基)卟啉等。

3.根据权利要求1所述的可回收重复利用的荧光传感器，其特征是：所述单分散磁性颗粒为Fe₃O₄@SiO₂颗粒、Fe₃O₄@ C颗粒、Fe₃O₄@ PAA（聚丙烯酸）颗粒、Fe₃O₄@ PVP颗粒、PS@Fe₃O₄@SiO₂颗粒或P(St-MMA-AA) @Fe₃O₄@SiO₂颗粒。

4.根据权利要求1所述的可回收重复利用的荧光传感器，其特征是：所述三明治光子晶体结构的厚度为2μm～6μm左右，优选于2～3μm；所述单分散磁性颗粒需要经过化学改性，通过改性后其表面是带有氨基硅烷、环氧硅烷、氨基、羟基、羧基、氯甲基、酰氯或磺酸基等基团，可与荧光探针卟啉分子通过化学键修饰得到所述功能化单分散磁性颗粒；所述功能化单分散磁性颗粒的粒径为100-400 nm，优选于200 nm～350 nm；所述功能化单分散磁性颗粒的单分散度在5%以下，优选于在3%以下；所述自组装的方法选自喷墨打印法、喷涂法、竖直沉积法或旋涂法中的一种。

5.根据权利要求1所述的可回收重复利用的荧光传感器，其特征是：所述荧光探针卟啉分子的质量与所述单分散磁性颗粒的质量之比为1：100～1：10，优选于1：20～1：50。

6.一种可回收重复利用的荧光传感器的制备方法，其特征是，所述的制备方法包括以下步骤：

（a）预先准备两种不同粒径、且粒径均一的单分散磁性颗粒；

（b）将步骤（a）得到的单分散磁性颗粒表面用氨基硅烷、环氧硅烷、氨基、羟基、羧基、氯甲基、酰氯或磺酸基等基团进行修饰，得到改性后的单分散磁性颗粒；改性后的单分散磁性颗粒与荧光探针卟啉分子通过共价键反应得到功能化单分散磁性颗粒，经离心分离、洗涤、干燥后，得到两种不同粒径的功能化单分散磁性颗粒粉末；

（c）步骤（b）得到的功能化的单分散磁性颗粒粉末按一定浓度分别分散到乙醇或水中得到一定浓度的功能化单分散磁性颗粒溶液；

（d）将步骤（c）得到的粒径较大的一定浓度的功能化单分散磁性颗粒溶液采用自组装的方法在基材上组装成单带隙光子晶体薄膜，然后再将另一粒径较小的含一定浓度的功能化单分散磁性颗粒溶液采用自组装的方法对上述已组装过单带隙光子晶体薄膜的基材进行组装，在基材上可得到双带隙光子晶体薄膜，最后再将粒径较大的一定浓度的功能化单分散磁性颗粒溶液采用自组装的方法对上述已组装过双带隙光子晶体薄膜的基材进行组装，在基材上可得到大面积的双带隙三明治光子晶体结构的可回收重复利用的荧光传感器。