一種速滅威三信號傳感材料及其制備方法與應用技術

本發明專利技術公開了一種速滅威三信號傳感材料及其制備方法與應用，屬于農藥檢測領域。該三信號傳感材料為二萘杯[4]芳烴修飾金界面，其制備方法為：以杯[4]芳烴為原料，在碳酸鉀、氫化鈉的作用下分別與溴丙炔、1,2-二溴丁烷反應，得到的產物與α-萘酚反應得到二萘杯[4]芳烴；在金材料上修飾上疊氮基團，然后通過點擊化學法修飾上二萘杯[4]芳烴得到二萘杯[4]芳烴修飾金界面。利用二萘杯[4]芳烴通過熒光光譜法能對速滅威進行檢測，利用二萘杯[4]芳烴修飾金界面通過電化學阻抗法、接觸角法對速滅威進行檢測。本發明專利技術通過三重信號輸出識別速滅威，結果可靠，靈敏度高，可重復使用，在農藥的識別檢測上有廣闊的應用前景。

【技術實現步驟摘要】
一種速滅威三信號傳感材料及其制備方法與應用
本專利技術屬于農藥檢測領域，具體涉及一種速滅威三信號傳感材料及其制備方法與應用。
技術介紹
隨著社會的發展，農藥不合理利用導致環境污染越來越嚴重。因此對農藥的檢測一直是一個值得關注的問題。農藥檢測經常使用的方法是色譜法和生物酶法，色譜法包括高效液相色譜(HPLC)、氣相色譜(GC)等，但是這些方法操作比較繁瑣，設備比較昂貴，檢測不具實效性，無法做到現場檢測。而生物酶法受熱后不易保存，并且一般只能檢測一類農藥而沒有選擇檢測農藥的能力。因此發展簡單、快速、高效的農藥檢測方法和材料仍是農藥檢測領域的熱點問題。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種速滅威三信號傳感材料及其制備方法與應用。該傳感材料為一種有機物修飾的金界面，其可通過熒光、阻抗和接觸角三信號輸出的方式對速滅威進行檢測。本專利技術根據氨基甲酸酯類農藥結構的特點，設計合成了下緣帶有兩個熒光萘基團的杯[4]芳烴，并將其偶聯在金基底上構建功能化界面材料，利用熒光、接觸角和阻抗三種表征方法，研究該二萘杯[4]芳烴及其修飾金界面對氨基甲酸酯類農藥的識別性能，發現其可識別氨基甲酸酯類農藥中的速滅威。本專利技術的理論依據為：二萘杯[4]芳烴具有一個富π電子和一定尺寸的空穴，對客體有特定的選擇性絡合作用。當速滅威與二萘杯[4]芳烴修飾的界面作用后導致界面性質發生變化，主要有以下三個方面：(1)二萘杯[4]芳烴修飾金界面具有疏水性，當速滅威與二萘杯[4]芳烴作用后，速滅威一端進入杯芳烴的富π電子空腔，其親水端露在杯芳烴外側，致使界面變得親水，表現為其接觸角變小；(2)速滅威與二萘杯[4]芳烴作用后，二萘杯[4]芳烴修飾金界面導電性能更差，表現在電化學阻抗(EIS)變大；(3)速滅威與杯芳烴發生了π-π作用，表現在二萘杯[4]芳烴熒光強度增強。而其它的分子與該杯芳烴沒有較好的絡合作用，因此上述信號在其它分子的作用下沒有明顯變化。所以，二萘杯[4]芳烴修飾金界面材料可通過熒光、阻抗和接觸角三信號輸出的方式對速滅威進行檢測。本專利技術的目的通過下述技術方案實現：一種速滅威三信號傳感材料，為二萘杯[4]芳烴修飾金界面(NOC4SAMs)，其中，三信號指熒光、阻抗和接觸角。所述的二萘杯[4]芳烴的合成方法，包括如下步驟：以杯[4]芳烴為原料，在碳酸鉀、氫化鈉的作用下分別與溴丙炔、1,2-二溴丁烷反應，得到的產物與α-萘酚反應得到目標產物。所述的二萘杯[4]芳烴修飾金界面(NOC4SAMs)的制備方法，包括如下步驟：首先在金材料上修飾上疊氮基團，然后通過點擊化學法修飾上二萘杯[4]芳烴，得到疏水性的二萘杯[4]芳烴修飾金界面。二萘杯[4]芳烴或二萘杯[4]芳烴修飾金界面在檢測速滅威中的應用。一種用二萘杯[4]芳烴檢測速滅威的方法為：比較農藥在加入到二萘杯[4]芳烴溶液前后熒光值的變化來確定農藥是否為速滅威，二萘杯[4]芳烴對速滅威有選擇性響應。優選的，用二萘杯[4]芳烴檢測速滅威的方法包括如下步驟：以含有二萘杯[4]芳烴的溶液作為檢測體系，以265nm作為激發光，測定加入農藥前和加入農藥后檢測體系340nm處的熒光光譜值，根據熒光光譜值的變化來確定農藥是否為速滅威。所述的含有二萘杯[4]芳烴溶液的溶劑優選為CH3CN與DMF按體積比1:2組成的混合溶劑。一種用二萘杯[4]芳烴修飾金界面檢測速滅威的方法為：在以二萘杯[4]芳烴修飾金界面為工作電極的三電極體系中，通過比較農藥加入前后工作電極阻抗值的變化來確定農藥是否為速滅威，二萘杯[4]芳烴修飾金界面對速滅威有選擇性響應。優選的，用二萘杯[4]芳烴修飾金界面檢測速滅威的方法包括如下步驟：在濃度為5mMFe(CN)63-/4-和100mMKNO3的混合水溶液中，以二萘杯[4]芳烴修飾金界面為工作電極、鉑電極作對電極、飽和的甘汞電極為參比電極，測定加入農藥前后工作電極的阻抗值，根據阻抗值的變化來確定農藥是否為速滅威。一種用二萘杯[4]芳烴修飾金界面檢測速滅威的方法為：通過測定二萘杯[4]芳烴修飾金界面上滴加農藥溶液前后靜態接觸角的變化來確定農藥是否為速滅威，二萘杯[4]芳烴修飾金界面對速滅威有選擇性響應。所述的農藥指氨基甲酸酯類農藥。本專利技術將具有選擇性絡合能力的二萘杯[4]芳烴分子固定在金表面，制備出杯芳烴修飾的金界面，該界面不僅能選擇性絡合速滅威農藥分子，而且能起到富集作用，檢測靈敏度得到了提高(10-10M)。本專利技術與現有技術相比具有以下的主要優點：(1)本專利技術中二萘杯[4]芳烴修飾金界面的制備方法簡便易行、工藝條件穩定、重現性好。(2)本專利技術中二萘杯[4]芳烴及其金界面能通過熒光、阻抗、接觸角三種輸出信號檢測速滅威，結果可靠性高。(3)本專利技術可用二萘杯[4]芳烴修飾金界面材料親疏水性質的變化表征對農藥進行識別，可實現現場直觀檢測。(4)本專利技術中二萘杯[4]芳烴修飾金界面檢測農藥后可沖洗后重復使用多次，降低了檢測成本。總之，本專利技術提供的二萘杯[4]芳烴修飾金界面材料性能穩定，通過三重信號輸出識別速滅威，結果可靠，而且，該界面具有重復使用的特點，且通過界面達到富集識別分子的作用，提高了檢測的靈敏度。在農藥的識別檢測上有獨特的優越性和廣闊的應用前景。附圖說明圖1是二萘二炔杯[4]芳烴的合成路線圖。圖2是二萘杯[4]芳烴修飾金界面的構建示意圖，灰色長方形表示金材料(金電極)。圖3是二萘二炔杯[4]芳烴通過熒光光譜法識別氨基甲酸酯類農藥的結果圖，其中，橫坐標為不同的農藥，縱坐標I-I0為加入農藥后體系的熒光值與未加農藥體系熒光值之差。圖4是二萘杯[4]芳烴修飾金界面通過電化學阻抗法檢測氨基甲酸酯類農藥的結果圖，其中橫坐標為不同的農藥，縱坐標ΔEIS為加入農藥后體系的阻抗值與未加農藥體系阻抗值之差。圖5是不同濃度的速滅威(1.0×10-3-1.0×10-10M)與二萘杯[4]芳烴修飾金界面作用后的EIS的線性關系圖，對照表示速滅威濃度為零。圖6是不同農藥與二萘杯[4]芳烴金界面作用后的接觸角大小圖，其中，a為抗蚜威，b為克百威，c為丁硫克百威，d為速滅威，e為西維因，f為異丙威，對照表示未加農藥。圖7是不同濃度的速滅威(1.0×10-3-1.0×10-9M)與二萘杯[4]芳烴金界面作用后的接觸角變化圖。具體實施方式以下實施例用于進一步說明本專利技術的內容，但不應理解為對本專利技術的限制，在不背離本專利技術精神和實質的情況下，對本專利技術方法、步驟或條件所作的修改或替換均屬于本專利技術的范圍。若未特別指明，實施例中所用的技術手段為本領域技術人員所熟知的常規手段。實施例1二萘杯[4]芳烴的制備二萘杯[4]芳烴的合成路線見圖1，具體過程如下：(1)杯[4]芳烴二炔的制備將5.0g(7.7mmol)對叔丁基杯[4]芳烴、3.3g(23mmol)碳酸鉀、2.5mL(23mmol)溴丙炔、150mL丙酮加入到三頸燒瓶中，回流反應，薄層跟蹤直至對叔丁基杯[4]芳烴反應完全。冷卻，抽濾，用丙酮洗滌濾餅數次，濾液旋干后重結晶，得到白色粉末對叔丁基杯[4]二炔4.2g，產率為75.4％。1HNMR(600MHz，CDCl3)δ:7.07(s,4H),6.72(s,4H),4.75(d,4H),4.37(d,4H),本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種速滅威三信號傳感材料，其特征在于：為二萘杯[4]芳烴修飾金界面，其中，三信號指熒光、阻抗和接觸角。

【技術特征摘要】
1.一種速滅威三信號傳感材料，其特征在于：為二萘杯[4]芳烴修飾金界面，其中，三信號指熒光、阻抗和接觸角；所述的二萘杯[4]芳烴的結構式如下所示：2.二萘杯[4]芳烴修飾金界面的制備方法，其特征在于包括如下步驟：(1)以杯[4]芳烴為原料，在碳酸鉀、氫化鈉的作用下分別與溴丙炔、1,2-二溴丁烷反應，得到的產物與α-萘酚反應得到二萘杯[4]芳烴；(2)在金材料上修飾上疊氮基團，然后通過點擊化學法修飾上二萘杯[4]芳烴，得到二萘杯[4]芳烴修飾金界面。3.二萘杯[4]芳烴或二萘杯[4]芳烴修飾金界面在檢測速滅威中的應用，其特征在于：所述的二萘杯[4]芳烴的結構式如下所示：4.一種用二萘杯[4]芳烴檢測速滅威的方法，其特征在于：通過比較農藥在加入到二萘杯[4]芳烴溶液前后熒光值的變化來確定農藥是否為速滅威；所述的二萘杯[4]芳烴的結構式如下所示：5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于：包括如下步驟：以含有二萘杯[4]芳烴的溶液作為檢測體系，以265nm作為激發光，測定加入農藥前和加入農藥后檢測體系340nm處的熒光光譜值，根據熒光光譜值的變...

【專利技術屬性】
技術研發人員：田德美，李海兵，楊蘭蘭，陳聰，
申請(專利權)人：華中師范大學，
類型：發明
國別省市：湖北;42