一种双荧光通道聚合物微球的制备方法及其应用技术

本发明专利技术涉及一种新型双荧光通道的聚合物微球的制备，包括以下步骤(a)通过溶剂热的方法，制备具备荧光性能道的聚(二乙烯基苯‑co‑对乙烯基苯硼酸)微球；(b)通过与荧光材料自组装的方式制备双荧光通道的聚合物微球。本发明专利技术的有益效果在于：(1)本发明专利技术所制备聚(二乙烯基苯‑co‑对乙烯基苯硼酸)微球自身具备较好荧光性能以及规整的形貌，能特异性识别D‑果糖并发生荧光猝灭。(2)本发明专利技术所制备的聚合微球易着色，通过与不同类型的荧光材料进行自组装，制备的双荧光通道的微球即可用作为荧光比率检测，也可应用多彩荧光成像。

Preparation and application of a double fluorescent channel polymer microsphere

【技术实现步骤摘要】
一种双荧光通道聚合物微球的制备方法及其应用
本专利技术属于聚合物微球的研究领域，涉及一种双荧光通道聚合物微球的制备方法及其应用。
技术介绍
在过去的对于苯硼酸荧光材料的研究中，研究者往往通过在苯硼酸中引入大的共轭基团来提高苯硼酸的荧光性，使其作为一种合适的荧光探针。然而这些工作往往需要较好的合成基础以及较复杂的设计方案，使得给苯硼酸类荧光材料的开发带来了诸多不便，同时也提高了研究的门槛。商品化的聚合物微球如聚苯乙烯微球，其自身功能性较弱严重限制了聚合物微球的应用性。研究者往往需要对聚苯乙烯微球进行复杂的化学修饰，提高其功能性。常规的双荧光通道材料，其合成步骤繁琐。制备的双荧光通道微球，其双荧光通道往往间距较窄且双荧光通道相互干扰。在应用于荧光检测中，难以选择出合适的目标物，同时双荧光通道的发射波段不具备可控性，大大降低了双荧光通道微球的应用性。
技术实现思路
通过简单的自由基聚合的方式，制备了一种聚(二乙烯基苯-co-对乙烯基苯硼酸)微球，可应用于D-果糖类的荧光检测。其合成方法简单，无需要复杂的设计。同时微球具备良好的形貌，以及荧光特性。能够在258nm处激发，在323.5nm处发射。在对其开发应用中，发现该微球能够与D-果糖发生较好的猝灭作用，而对于其他糖类如D-葡萄糖、蔗糖、半乳糖和麦芽糖其荧光响应较弱。证明该微球可用于D-果糖的荧光检测。同时我们还发现该微球与糖类结合后能够出现新的紫外吸收峰，且与浓度呈现较好的线性关系，表明这种材料同时可以作为一种糖类紫外检测显色剂使用。在后续的研究中，利用聚(二乙烯基苯-co-对乙烯基苯硼酸)微球易着色的特性，与量子点、碳点等荧光材料自组装后作为一种双荧光通道荧光微球以及多彩荧光成像材料。本专利技术提供的具体技术方案是：一种双荧光通道聚合物微球的制备方法，包括如下步骤：(a)通过溶剂热的方法，制备单荧光聚(二乙烯基苯-co-对乙烯基苯硼酸)微球；(b)通过与荧光材料自组装的方法，制备双荧光通道的聚合物微球。进一步，所述步骤(a)制备单荧光聚(二乙烯基苯-co-对乙烯基苯硼酸)微球的过程如下：(1)将功能单体和交联剂溶解在乙腈中；(2)在步骤(1)所制备的溶液中加入引发剂，通氮气，并且在氮气的条件下密封；(3)110℃条件下在反应釜中聚合8小时，引发步骤(2)制备的溶液；(4)将步骤(3)所制得的溶液离心去除反应溶剂，依次用乙腈、甲醇洗涤后，真空干燥。进一步，所述的功能单体为4-乙烯基苯硼酸，用量为5mmol。,进一步，所述的交联剂为二乙烯基苯，用量为5mmol。进一步，所述的引发剂为偶氮二异丁腈；用量为30mg。进一步，所述的乙腈的用量为80mL。进一步，所述的聚合反应温度为110℃，聚合反应时间为8小时。进一步，所述步骤(b)制备双荧光通道的聚合物微球的过程如下：(1)将步骤(a)得到的单荧光聚(二乙烯基苯-co-对乙烯基苯硼酸)微球溶解到10mL乙醇溶液中，超声30分钟；(2)将荧光材料加入到步骤(1)的溶液里，磁力搅拌8小时；(3)将步骤(2)得到溶液离心去除反乙醇，然后用甲醇洗涤3次，真空干燥。进一步，所述的单荧光聚(二乙烯基苯-co-对乙烯基苯硼酸)微球量为50mg。进一步，所述的荧光材料为所述的荧光材料分别为量子点(CdSe/ZnS，λex:360nm/λem:500-700nm)或碳点(碳源：柠檬酸，λex:365nm/λem:500-700nm)，用量为200μL。本专利技术采用简单自组装的方式制备双荧光通道微球，其合成简单，而且其第二个荧光通道，可通过调节掺杂的荧光材料的种类实现调整，可以根据检测目标物的性能选择对应的第二荧光通道。本专利技术的双荧光通道聚合物微球应用于D-果糖的检测。常规的聚合物微球自身不具备荧光性能，其应用性受限。本专利技术所制备的聚(二乙烯基苯-co-对乙烯基苯硼酸)微球自身具备荧光性能，同时能够特异性的识别D-果糖，并发生荧光猝灭。本专利技术所制备的双荧光通道聚合物微球，通过单荧光通道的聚(二乙烯基苯-co-对乙烯基苯硼酸)微球与荧光材料进行自组装的方式，简化了双荧光材料的合成的步骤。该方法具备通用性，可通过与不同类型的荧光材料进行自组装而制备不同类型的双荧光通道聚合物微球，扩展了双荧光通道微球在检测领域的应用性。溶剂热法是在水热法的基础上发展起来的，指密闭体系如高压釜内，以有机物或非水溶媒为溶剂，在一定的温度和溶液的自生压力下，原始混合物进行反应的一种合成方法。它与水热反应的不同之处在于所使用的溶剂为有机物而不是水。水热法往往只适用于氧化物功能材料或少数一些对水不敏感的硫属化合物的制备与处理，涉及到一些对水敏感(与水反应、水解、分解或不稳定)的化合物如Ⅲ一V族半导体、碳化物、氟化物、新型磷(砷)酸盐分子筛三维骨架结构材料的制备与处理就不适用，这也就促进了溶剂热法的产生和发展。本专利技术的有益效果在于：(1)本专利技术所制备聚(二乙烯基苯-co-对乙烯基苯硼酸)微球自身具备较好荧光性能以及规整的形貌，能特异性识别D-果糖并发生荧光猝灭。(2)本专利技术所制备的聚合微球易着色，通过与不同类型的荧光材料进行自组装，制备的双荧光通道的微球即可用作为荧光比率检测，也可应用多彩荧光成像。附图说明：图1：聚(二乙烯基苯-co-对乙烯基苯硼酸)微球的扫描电镜图图2：聚(二乙烯基苯-co-对乙烯基苯硼酸)微球的紫外吸收以及荧光发射光谱，(a)紫外-可见光吸收图谱(b)荧光发射图谱图3：D-果糖的添加量对聚合物微球荧光猝灭的影响(pH9.0)图4：聚合物微球-果糖体系的Lineweaver-Burk双倒数图图5:水溶性量子-双荧光通道微球与D-果糖作用荧光图图6:双荧光通道传聚合材料在紫外灯356nm下的图(从左向右：碳点、油溶性量子点、水溶性量子点)具体实施方式为了使本专利技术上述特征和优点更加清楚和容易理解，下面将结合附图对本专利技术的实施方式作进一步详细描述。实施例1一种双荧光通道聚合物微球的制备方法(1)溶剂热法制备单荧光通道的聚(二乙烯基苯-co-对乙烯基苯硼酸)微球4-乙烯基苯硼酸(735mg，5mmol)和二乙烯基苯(710μL，5mmol)(碱性氧化铝柱除去阻聚剂)加入到80mL乙腈中超声充分溶解。30mg偶氮二异丁基(重结晶)加入到上述溶液中，将反应液放置100mL的反应釜中，110℃反应8小时。聚合反应结束后，离心除去反应溶剂，然后用甲醇洗三次，干燥后备用。图1结果表明合成的聚合物微球具备良好的形貌，其尺寸达到亚微米级别。图2(a)为聚(二乙烯基苯-co-对乙烯基苯硼酸)的紫外吸收图，聚合物微球在258nm处有最大紫外吸收峰。将258nm作为聚合物微球的发生波长，得到图2(b)聚合物微球的荧光发射图谱，由图谱可知合成的聚合物的微球在323.5nm具备最大发射波长。(2)荧光材料-聚合物微球自组装制备双荧光通道荧光微球将步骤(1)所得的微球50mg加入到装有10mL乙醇的螺口试剂瓶中，超声30min，加入水溶性量子点200μL，磁力搅拌8小时候，离心去除反应溶剂，再用甲醇清洗三次，真空干燥。实施例2单荧光通道聚合微球与D-果糖的作用检测条件：利用氢氧化钠溶液和盐酸调节溶液配置不同的pH值的水溶液(pH：3、5、7、9、11)，取聚(二乙烯基苯-co-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双荧光通道聚合物微球的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(a)通过溶剂热的方法，制备单荧光聚(二乙烯基苯‑co‑对乙烯基苯硼酸)微球；(b)通过与荧光材料自组装的方法，制备双荧光通道的聚合物微球。

【技术特征摘要】
1.一种双荧光通道聚合物微球的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(a)通过溶剂热的方法，制备单荧光聚(二乙烯基苯-co-对乙烯基苯硼酸)微球；(b)通过与荧光材料自组装的方法，制备双荧光通道的聚合物微球。2.根据权利要求1所述的一种双荧光通道聚合物微球的备方法，其特征在于，所述步骤(a)制备单荧光聚(二乙烯基苯-co-对乙烯基苯硼酸)微球的过程如下：(1)将功能单体和交联剂溶解在乙腈中；(2)在步骤(1)所制备的溶液中加入引发剂，通氮气，并且在氮气的条件下密封；(3)110℃条件下在反应釜中聚合8小时，引发步骤(2)制备的溶液；(4)将步骤(3)所制得的溶液离心去除反应溶剂，依次用乙腈、甲醇洗涤后，真空干燥。3.根据权利要求2所述的一种双荧光通道聚合物微球的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)功能单体为4-乙烯基苯硼酸，用量为5mmol；所述步骤(1)交联剂为二乙烯基苯，用量为5mmol；所述步骤(2)引发剂为偶氮二异丁腈，用量为30mg。4.根据权利要求2所述一种双荧光通道聚合物微球的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)乙腈的用量为80mL。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：王俊平，赵涛，王硕，
申请(专利权)人：天津科技大学，
类型：发明
国别省市：天津,12