CsPbBr3纳米晶-PVDF亚微球复合材料及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种原位一步制备CsPbBr3纳米晶‑偏二氟乙烯(PVDF)亚微球复合物的方法以及将其作为细胞成像探针的应用。本发明专利技术主要是通过一步电喷法原位合成了CsPbBr3纳米晶‑PVDF亚微球复合物，得到的复合物具有展现了优异的绿色荧光性质(窄的半高宽)。更重要的，此复合物也展示了强的抗水能力和抗高温的能力，而且有着较好的生物相容性，成功地被应用在了MCF‑7的细胞成像上。本发明专利技术不仅简化了钙钛矿纳米晶和PVDF复合物复合过程，而且所形成的复合物很好的传承了PVDF的优异性质(抗酸、碱和良好的生物相容性)，极大的提升了钙钛矿用于MCF‑7细胞成像的效果。

CsPbBr3 nanocrystalline-PVDF submicrospheric composite and its application

The invention discloses a method for in-situ one-step preparation of CsPbBr3 nanocrystalline -vinylidene fluoride (PVDF) submicrospheric complex and its application as a cell imaging probe. The present invention mainly synthesizes CsPbBr3 nanocrystalline PVDF submicrospheric composite in situ by one-step electrospray method, and the obtained composite exhibits excellent green fluorescence properties (narrow half-width). More importantly, the complex also exhibits strong water resistance and high temperature resistance, and has good biocompatibility. It has been successfully applied to the cell imaging of MCF 7. The invention not only simplifies the composite process of perovskite nanocrystals and PVDF composites, but also inherits the excellent properties of PVDF (acid resistance, alkali resistance and good biocompatibility), greatly improving the effect of perovskite used in MCF 7 cell imaging.

【技术实现步骤摘要】
CsPbBr3纳米晶-PVDF亚微球复合材料及其应用
本专利技术属于稳定、生物相容荧光探针开发及应用领域，特别涉及一种CsPbBr3纳米晶-PVDF亚微球复合材料及其应用。
技术介绍
近年来，含铅卤素钙钛矿纳米晶或量子点，作为一种新型的光致发光或电致发光剂，由于它们具有优异的光、电性质，如高量子效率、窄发射、可调的荧光，高活性载流子分离和迁移的独特载流子传输行为，已经在传感、发光二极管、太阳能电池和光、电催化等领域展现了巨大的前景。然而，它们在空气氛围下非常不稳定。它们对湿度、氧气、热和紫外光超级的灵敏，这些不利的条件造成了电致发光或光致发光性能的消逝，这极大的限制了相关应用。因此，提升卤素钙钛矿纳米晶的稳定性有着非常重要的意义，一直吸引着广大研究者的探索。许多努力，如抗水基质的封装、表/界面工程(特殊功能配体的修饰，介孔氧化物传输层的覆盖)和本质性能的调制(调节组分和相结构)，已经被应用去改善卤素钙钛矿纳米晶的稳定性，从而阻止或延迟使用性能的退化。在这些稳定封装策略中，钙钛矿纳米晶被封装在聚合物基质中被作为提升水溶液中稳定性最有效的方式，已经在细胞成像上展现了应用潜力。然而，至今，关于卤素钙钛矿应用在细胞成像上，只有少量的报导。而且，基本上都是聚苯乙烯封装的钙钛矿。它们的合成机制相对复杂而且涉及有毒试剂如甲苯，有时所合成的球尺寸往往较大。这些不利因素一定程度上限制了成像效果。因此，通过快速、简单合成方法得到高稳定、优异生物相容的钙钛矿纳米晶去实现高质量的细胞成像，仍然是一个极大的挑战。本专利技术的目的是针对现有技术的不足以及性质的欠缺，基于简单、快速的电喷技术实现了CsPbBr3纳米晶-PVDF亚微球复合材料的合成。所合的材料展现了超高的稳定性(抗水、高温能力)和优异的生物相容性，实现了MCF-7细胞膜的高质量成像。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足以及性质的欠缺，基于简单、快速的电喷技术合成了高稳、高生物相容的CsPbBr3纳米晶-PVDF亚微球复合材料，并成功的应用在MCF-7的成像上。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：CsPbBr3纳米晶-PVDF亚微球复合材料，通过以下方法制备得到：(1)搅拌约2h，将73.4mgPbBr2和42.5mgCsBr溶解在10mL的DMF中，得到钙钛矿前驱体溶液。(2)将0.984gPVDF被加入到步骤1的的钙钛矿前驱体，通过连续搅拌，得到电喷液。(3)电喷液被通过静电纺丝装置(DW-P303-3AC高压直流电源)，电喷到接收铝箔上(参数：施加电压：15kV，接收距离：15cm,流速：0.1mL/h，注射器针头型号#22).(4)将步骤3中电喷到铝箔的产品被刮下来保存在离心管作为样品，即CsPbBr3纳米晶-PVDF亚微球复合材料。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过简单的一步电喷法得到了CsPbBr3纳米晶-PVDF亚微球复合材料，该材料不仅保留了CsPbBr3纳米晶在512nm的绿色发光，而且在各种介质(强酸、PBS、DMEM和强碱)的水溶液表现出极好的稳定性。此外，CsPbBr3纳米晶-PVDF亚微球复合材料还展现了较好的生物相容性。鉴于这些优异性质，CsPbBr3纳米晶-PVDF亚微球复合材料被成功的应用在了MCF-7的细胞膜的成像上。附图说明图1是本专利技术制备的CsPbBr3纳米晶-PVDF亚微球复合材料的扫描电子显微镜图片(SEM)。插图代表高角暗场下的扫描隧道显微图片(HAADF-STEM)。图2是CsPbBr3纳米晶-PVDF亚微球复合材料在365nm激发下的光致发光和紫外-可见吸收光谱。图3是CsPbBr3纳米晶-PVDF亚微球复合材料在酸、PBS、DMEM和碱中的光学稳定性。图4是CsPbBr3纳米晶-PVDF亚微球复合材料和MCF-7细胞共培养后的共聚焦成像。具体实施方式下面结合实施例进一步地去说明本专利技术如何解决了卤素钙钛矿稳定性，这些实施例不能理解为是对技术解决方案的限制。实施例1：本实施例制备CsPbBr3纳米晶-PVDF亚微球复合材料，具体包括以下步骤：(1)搅拌约2h，将73.4mgPbBr2和42.5mgCsBr溶解在10mL的DMF中，得到钙钛矿前驱体溶液。(2)将0.984gPVDF被加入到步骤1的钙钛矿前驱体，通过连续搅拌，得到8％的电喷液。(3)8％电喷液被通过静电纺丝装置(DW-P303-3AC高压直流电源)，电喷到接收铝箔上(参数：施加电压：15kV，接收距离：15cm,流速：0.1mL/h，注射器针头型号#22).(4)将步骤3中电喷到铝箔的产品被刮下来保存在离心管作为样品，即CsPbBr3纳米晶-PVDF亚微球复合材料。图1为本专利技术制备的CsPbBr3纳米晶-PVDF亚微球复合材料的扫描电子显微镜图(SEM)，从图中可以看出CsPbBr3纳米晶-PVDF复合材料确实是亚微米的球体，统计后尺寸大约在614nm。通过图1的插图，可以看出CsPbBr3纳米晶被完全的包裹在球体内部。这种亚微米尺度的复合物球为细胞成像的应用提供了潜力。图2展示了所生成的CsPbBr3纳米晶-PVDF复合材料的光致发光和紫外-可见吸收光谱。由图可见，所得复合物能够发射512nm的绿光，而且仅20nm的半峰宽。这也为高质量细胞成像提供了可能。实施例2，采用实施例1制备的CsPbBr3纳米晶-PVDF复合材料来研究其相应的水稳定性，具体为：将2mg的所得材料超声分散在2mL不同介质(酸、碱、PBS和DMEM)的水溶液中，然后在搅拌的情况下实时的监控相应的光学性质，如图3,显示了CsPbBr3纳米晶-PVDF亚微球复合材料在不同介质水溶液中的光致发光强度随时间的变化。很显然，在搅拌90h之后，所有的环境下，相对光致发光强度保留了原始的36-75％。可见，CsPbBr3纳米晶-PVDF亚微球复合材料有着较强的抗水能力，同样为细胞成像探针的开发提供了无限可能。实施例3：将实施例2制备的材料应用于MCF-7细胞的成像，具体为：将120ug/mL的CsPbBr3纳米晶-PVDF亚微球复合材料和MCF-7细胞在37℃下，共培养24h，之后在共聚焦显微镜下，观察其成像效果。图4显示了在共培养24h之后相应的荧光图片,亮场像和合并像。从图中，亮绿色的荧光来自MCF-7细胞，而且主要局域在细胞膜的边界。这表明CsPbBr3纳米晶-PVDF亚微球复合材料由于和细胞膜之间的疏水相互作用，导致其主要集中在MCF-7细胞膜的边界处。由此可见，所得的高稳、绿色荧光的CsPbBr3纳米晶-PVDF亚微球复合材料能被作为高活性探针实现细胞膜的成像。本专利技术方法制备的CsPbBr3纳米晶-PVDF亚微球复合材料制备方法简单，重复性高，可操作性强。所得材料作为一种绿色荧光成像探针，在水中表现出了极高的光学稳定性，成功的实现了MCF-7细胞的高质量成像。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种CsPbBr3纳米晶‑PVDF亚微球复合材料，所述材料可通过以下步骤制备得到：(1)将0.984g PVDF加入到10mL的钙钛矿前驱体溶液中，得到电喷液。(2)将电喷液电喷到铝箔上，得到CsPbBr3纳米晶‑PVDF亚微球复合材料；其中，施加电压：15kV，接收距离：15cm,流速：0.1mL/h。

【技术特征摘要】
1.一种CsPbBr3纳米晶-PVDF亚微球复合材料，所述材料可通过以下步骤制备得到：(1)将0.984gPVDF加入到10mL的钙钛矿前驱体溶液中，得到电喷液。(2)将电喷液电喷到铝箔上，得到CsPbBr3纳米晶-PVDF亚微球复合材料；其中，施加电压：15kV，接收距离：15...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔小强，王锋，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22