[发明专利]一种奥克托今光子晶体传感器及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种奥克托今光子晶体传感器及其制备方法和应用。本发明荧光传感器，包括活性层，所述活性层以空心球光子晶体作为由荧光探针、环糊精和溶剂组成的混合液的检测基底；所述空心球光子晶体为二氧化硅空心颗粒、四氧化三铁空心颗粒、碳空心颗粒和硫化锌空心颗粒中的任一种；所述空心球光子晶体在空气中的带隙波长为550nm；所述荧光探针为罗丹明B或其带羟基和/或羧基的衍生物；所述环糊精为β‑环糊精、或其带羟基、羧基和/或酯基的衍生物。基于光子晶体带隙增强作用和环糊精增敏作用，本发明创造性将两者与荧光检测技术结合，实现了对奥克托今的高效选择性检测，稳定性高，抗干扰能力强，灵敏度大大提升，可用于现场快速实时监测。

技术领域

本发明属于荧光分析检测技术领域，具体涉及一种高灵敏检测奥克托今的光子晶体传感器及其制备方法和应用。

背景技术

在司法取证研究、地雷探测以及环境炸药残留物等方面对痕量炸药的高灵敏识别检测受到了人们的广泛关注。炸药种类繁多，奥克托今具有密度高、能量高、熔点高、爆轰性能优良以及热安定性好等优点，也因此成为了国内外现在所使用的单质炸药中综合性能最为优良、应用最为广泛的单质炸药之一。高效选择性检测奥克托今在案件侦破以及有效预防恐怖事件和打击犯罪组织等方面具有重要意义。

目前对于奥克托今的检测方法较多，包括离子迁移光谱法、拉曼光谱法电化学分析法、气相色谱法、高效液相色谱法和质谱法等。这些方法一般都依赖于大型分析仪器，难以小型化在现场使用，且对样品清洁度要求较高，检测前必须作相应的预处理，耗时长且干扰因素较多。荧光分析法具有速度快、灵敏度高、成本低和易操作等优点，在痕量奥克托今检测领域备受研究者的青睐。但为了实现对更低浓度痕量奥克托今的识别检测，必须进一步提高荧光探针的检测灵敏度。提高荧光检测灵敏度的方法主要包括对探针分子的结构修饰和采用特殊的检测基底。目前研究比较广泛的是通过结构修饰来实现传感灵敏度的提高，但结构修饰有时候并不容易，往往不可避免地经历复杂繁琐的有机合成过程，费时费力，而且到达一定极限也就很难再提高。通过有机/无机复合材料或采用微纳米结构基底也可以实现对灵敏度的改进，例如以金属为基底的表面荧光增强，就是将荧光探针置于具有纳米结构的金属表面使得荧光发射强度得到增强。然而，荧光探针受限于这类普通平板基底的结构，其灵敏度仍有很大的改进空间。

发明内容

本发明的目的是提供一种奥克托今光子晶体传感器及其制备方法和应用，该荧光传感器基于光子晶体带隙增强作用和环糊精增敏作用，初始信号大大增强，可实现对奥克托今的高效选择性检测。

第一方面，本发明提供了一种荧光传感器，包括活性层，所述活性层以空心球光子晶体作为由荧光探针、环糊精和溶剂组成的混合液的检测基底；

所述空心球光子晶体为二氧化硅空心颗粒、四氧化三铁空心颗粒、碳空心颗粒和硫化锌空心颗粒中的任一种；

所述空心球光子晶体在空气中的带隙波长为550nm；

所述荧光探针为罗丹明B或其带羟基和/或羧基的衍生物；所述罗丹明B羟基衍生物具体可为6-羟基-X-罗丹明；所述罗丹明B羧基衍生物具体可为6-羧基-X-罗丹明；

所述环糊精为β-环糊精、或其带羟基、羧基和/或酯基的衍生物；所述β-环糊精羟基衍生物具体可为羟丙基-β-环糊精。

上述的荧光传感器中，所述荧光探针在所述混合液中的浓度可为10^-7～10^-3mol/L，具体可为10^-5～10^-6mol/L、10^-5mol/L或10^-6mol/L；

所述环糊精在所述混合液中的浓度可为10^-7～10^-3mol/L，具体可为10^-5～10^-6mol/L、10^-5mol/L或10^-6mol/L。