Способ получения люминесцентного сенсора кислорода

 

Изобретение относится к способу получения люминесцентного сенсора кислорода и позволяет повысить стабильность параметров флуоресценции сенсора. Силикагель обрабатывают диметилдихлорсиланом, затем пропитывают спиртовым раствором трипафлавина и сушат. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

fIO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbff HAM

ПРИ ГКНТ СССР

{21) 4412494/31-26 (22) 18.04.88 (46) 23.04.90. Бюл. 11 15

{71) Ленинградский технологический институт им.Ленсовета (72) И.А.Захаров, Т.И.Гришаева, В.В.Бардин, О.Н.Картавцева и В.В.Козлов (53) 621.3.032,33 (088.8) (56) Захаров И.А., Гришаева Т.И., Алесковский В.Б. Тушение кислородом флуоресценции различных адсорбат-фосфоров. - Журнал физической химии, 1974, т.48, и 5, с. 1169"1172.

Изобретение относится к аналити ческой химии, а именно к изготовлению люминесцентных сенсоров для количественного определения кислорода в газах, и может быть использовано для быстрого и чувствительного контроля за содержанием кислорода в инертных газах, азоте и в воздушной атмосфере в области О-1003 (от атм.).

Определение кислорода основано на тушении флуоресценции сенсоров кислородом. . Целью изобретения является повышение стабильности сенсора.

Пример. При изготовлении сенсоров, представляющих собой адсорбаты активатора на кремнеземе, в качестве исходного кремнеэемного сорбента используют промышленные силикагели КСК-2 (удельная поверхность

338 м /г, средний радиус пор 7 нм) и ШСК (300 м2/г и 6 нм) Фракции 0,10,6 мм. Применение этих силикагелей

„„SU„„5 953 (51) 5 С 09 К 11/00, G 01 Н 21/64

2 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛОМИНЕСЦЕНТНОГО

СЕНС0РА КИСЛОРОЦА (57) Изобретение относится к способу получения люминесцентного сенсора кислорода и позволяет повысить стабильность параметров Флуоресценции сенсора. Силикагелы обрабатывают диметилдихлорсиланом, затем пропитывают спиртовым раствором трипафлавина и сушат. 2 табл. обусловлено не только тем, что они имеют достаточно большой средний ра1 .диус пор (2 нм), но и тем, что они являются стекловидными и имеют развитую поверхность. Силикагели отмывают от возможных примесей, обрабатывая их сначала HCl (1:1), а затем водой, Для гидрофобизации силикагелей применяют диметилдихлорсилан. Гидрофобиэацию проводят в газовой или жид кой Фазах, особое внимание обращая на исключение образования на поверхности силикагеля полимолекулярных слоев силиконовых производных, что могло бы уменьшить средний радиус пор сорбента и чувствительность сенсора к кислороду. для этого перед обработкой диметилдихлорсиланом образцы сорбента, растворитель (СС1 ), гаэ-носитель обеэвоживают.

8 качестве флуоресцирующего активатора используют трипафлавин

1558953

{ТПФ), так как он имеет высокий квантовый выход флуоресценции и его флуоресценция тушится кислородом со сравнительно высокими константами скорости: большими, например, чем в случае уранина или родамина 6Ж.

Кроме того, спектральные характеристики ТПФ позволяют использовать простые источники возбуждения фотолюми- 1О несценции и приемники излучения.

ТПФ вводят в немодифицированные гидрофильные кремнеземы сорбцией его из водного раствора, а в гидрофобиэованные - пропиткой спиртовым раствором красителя. Полученные адсорбаты содержат около 4 10 т моль ТПФ на

1 r силикагеля. Адсорбаты сушат при

120-140 С в,течение 4 ч. Подсушенные адсорбаты хранят в емкостях с хорошо 20 притертыми пробками в темноте. При аких условиях хранения адсорбатов

ТПФ сравнительно хорошо сохраняет свои спектральные и люминесцентные характеристики, т.е. не выцветает. 25

Однако на открытом воздухе, даже в темноте, ТПФ в кремнеземном сорбенте выцветает. Процесс ускоряется под действием света, но процесс фотовыцветания ТПФ в люминесцентных сенсо- - gp рах может быть сведен к минимуму ослаблением возбуждающего света, поэтому важно повышать темновую стабильность красителя.

В табл. и 2 приведены оценки темнового выцветания ТПФ в кремнеземе (Г - гидрофобный образец, а в индексе » номер опыта по гидрофобизации), при этом степень выцветания оценена через отношение Iö „ /1, где 40

I „ „ - интенсивность флуоресценции адсорбата, хранившегося после получения в темноте в закрытой емкости, - интенсивность флуоресценции того we адсорбата, состаренного или íà 45 открытом воздухе при комнатной температуре (табл, 1), или в запаянных о ампулах при 170 С, причем в ампулы помещают адсорбаты, выдержанные при

70 ь влажности (табл. 2). Значения интенсивности флуоресценции образцов адсорбатов определены при комнатной температуре в воздушной атмосфере в, одинаковых условиях с помощью лабораторного флуориметра. Чем ближе отношение I /Iс к единице, тем выше

55 исх стабильность ТПФ, и соответственно выше стабильность сенсора. Скорость деструкции красителя в первом приближении характеризует величина (Хд,„ /I - 1), отнесенная к единице времени старения.

Таблица 1

Основа адсорбата

Продолжительность

Рдсорбат старения, мес.=сут

2,1

КСК"2 (известная)

КСК-2-Г

Ф

КСК-2-Г

4 . ШСК (известная)

ШСК-Г

ШСК-Г

2=11

1,2

1,1

1,7

2 = 25

2 = 25

2 = 22

1,8

1,4

2 = 21

2 = 21

5 б

Таблица 2

Основа . адсорбата

Продолжительность старения, ч=мин

Рдсорбат исх

3 = 30

2,7

КСК-2 (известная)

КСК-2-Г

КСК-2-Г, КСК-2-Г

КСК-2-Г

3

ШСК, (известная)

ШСК" Г

0,8

1,!

1,6

1,1

3,4

26 = 30

26=30

10 = 00

28 = 15

9 = 45

3

9

1,9

15 = 30

Некоторое увеличение интенсивности флуоресценции после старения.

Данные, приведенные в табл.1 и 2, показывают, что гидрофобизация кремнеземной основы может сильно тормозить темновую деструкцию ТПФ в сорбенте. Так, при старении адсорбатов на открытом воздухе при комнатной температуре скорость деструкции ТПФ в гидрофобиэованном кремнеземе КСК-2Г приблизительно в 5 раз меньше,чем в немодифицированном гидрофильном

КСК-2 (табл. l) . При ускоренном старении влажных адсорбатов в запаянных ампулах при 170 С наблюдается еще большее уменьшение скорости деструкции ТПФ при гидрофобиэации основы адсорбатов (табл. 2).

Таким образом, предлагаемый способ изготовления люминесцентного сенсора кислорода на основе предвакислороду практически не отличаются от сенсоров, приготовленных по известному способу.

Составитель Т.Чиликина

Редактор И.Пербак ТехредА.Кравчук

Корректор О.Ципле

Подписное

Тираж 579

Заказ 818

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Гагарина, 191

5 15589 рительно гидрофобизованного кремнеземного сорбента существенно повышает стабильность сенсора. При стабилизации интенсивности флуоресценции сенсора за счет уменьшения выцветания активатора должна повышаться и стабильность константы тушения флуорес ценции сенсора кислородом. Такое повышение стабильности параметров флу- 1ð оресценции сенсора должно повышать надежность и воспроизводимость определения кислорода с помощью сенсора.

Сенсоры, приготовленные по предлагаемому способу, по чувствительности к

Формула и з о б р е т е н и я

Способ получения люминесцентного сенсора кислорода, включающий обработку силикагеля раствором трипафлавина, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности сенсора, силикагель предварительно гидрофобизуют диметилдихлорсиланом, а для обработки используют спиртовой раствор трипафлавина.