一种核壳化纳米团簇水凝胶微球的制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种核壳化纳米团簇水凝胶微球的制备方法与应用。该水凝胶微球通过以下步骤制得：采用液体喷雾结合热气流氛围将金属离子还原的方法制备纳米团簇；采用真空粉体喷射和热流体动冲对纳米团簇进行亲水处理，得到亲水性的纳米团簇；采用真空液体喷雾和亲水性纳米团簇自催化将水凝胶微球化；将亲水性的纳米团簇、亲水性离子液体和水凝胶前驱体三者的混合液体，采用真空表面溅射法和亲水性纳米团簇自催化对上述水凝胶微球进行表面涂覆，即得。本发明专利技术提供的制备方法简单易行，适用性广，制得的水凝胶具有原子级分散活性位点。结果表明该水凝胶具有良好的类氧化酶活性，在尿酸的快速检测领域具有广阔的应用前景。快速检测领域具有广阔的应用前景。快速检测领域具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种核壳化纳米团簇水凝胶微球的制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及功能材料
，更具体地，涉及到一种核壳化纳米团簇水凝胶微球的制备方法与应用。

技术介绍

[0002]酶作为及其重要的生物催化剂，在生物化学、食品检测等领域是不可或缺的，但是天然酶的提取以及反应条件要求较高，造成了高成本、低效益限制了天然酶的广泛使用。随着时代的进步，科技的发展，纳米酶开始兴起，纳米酶不仅具有天然酶的活性，并且成本低，产量高，催化性好。与天然酶相比，纳米酶在医疗、食品等众多领域展示出了潜在的应用潜力。
[0003]纳米团簇具有表面积大,稳定性好,活性高等优点，但是传统的制备方法难以控制团簇形成的大小，且难以制备、不易储存。这些显著的缺点限制了团簇的大规模应用。通过一种操作简单的技术制备大小可控、产率高、易于储存的纳米团簇是未来的必然趋势。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的之一是提供一种核壳化纳米团簇水凝胶微球的制备方法，简单易行，产率高，可制备出多种类且大小可控的亲水性纳米团簇。
[0005]本专利技术的目的之二是提供上述制备方法制得的核壳化纳米团簇水凝胶微球，结构新颖。
[0006]本专利技术的目的之三是提供上述核壳化纳米团簇水凝胶微球的应用。
[0007]为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：第一方面，本专利技术提供一种核壳化纳米团簇水凝胶微球的制备方法，包括如下步骤：步骤1，将浓度为0.01
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0.1mmol/mL的含掺杂金属离子的溶液A和浓度为0.1
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2.0mmol/mL的含有机配体的溶液B混合均匀，用液体喷雾结合热气流氛围还原金属离子制得纳米团簇；其中液体喷雾的速度控制范围是0.1
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1mL/min；步骤2，将步骤1中制得的纳米团簇粉末用真空粉体喷射方式在热流体动冲的环境下对纳米团簇进行亲水处理，得到亲水性纳米团簇；其中真空粉体喷射的速度控制范围是0.1
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1mg/min；步骤3，将步骤2中制得的亲水性纳米团簇与浓度为1
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10mmol/mL的含水凝胶前驱体的溶液C均匀混合，再采用真空液体喷雾和亲水性纳米团簇自催化将水凝胶微球化；其中真空液体喷雾的速度控制范围是0.1
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1mL/min；步骤4，将步骤2中制得的亲水性纳米团簇、亲水性离子液体和水凝胶前驱体均匀混合，得到混合液体D，采用真空表面溅射法和亲水性纳米团簇自催化对步骤3中制得的水凝胶微球进行表面涂覆，得到核壳化纳米团簇水凝胶；其中真空表面溅射的速度控制范围是0.1
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1mL/min。
[0008]优选的，步骤1中所述金属离子为贵金属离子中的一种。
[0009]优选的，步骤1中所述有机配体为巯基乙醇、巯基乙酸、甲巯咪唑以及巯基丙酰甘氨酸中的一种。
[0010]优选的，步骤1中所述热气流氛围为氢气、一氧化碳、二氧化碳、氨气、甲烷中的一种。
[0011]优选的，步骤2中所述热流体为核糖核苷酸、脱氧核糖核苷酸以及多肽中的一种或几种。
[0012]优选的，步骤3和步骤4中所述的水凝胶前驱体为鹅去氧胆酸、熊去氧胆酸、猪去氧胆酸中的一种或几种。
[0013]优选的，步骤4中所述亲水性离子液体为1
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甲基咪唑、磷酸二氢钾、四丁基氯化铵、四氟硼酸钠、N
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甲基吡咯烷及N
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甲基哌啶中的一种。
[0014]优选的，步骤1中溶液A、溶液B的摩尔比为1:80。
[0015]优选的，步骤3中亲水性纳米团簇、水凝胶前驱体的添加比例为1g：0.2mol。
[0016]优选的，步骤4中亲水性纳米团簇、亲水性离子液体和水凝胶前驱体的添加比例为20μg：0.1mol：0.1mol。
[0017]第二方面，本专利技术提供一种上述方法制备得到的核壳化纳米团簇水凝胶微球。
[0018]第三方面，本专利技术提供上述核壳化纳米团簇水凝胶微球在尿酸检测中的应用。
[0019]本专利技术制备的核壳化纳米团簇水凝胶微球具有类氧化酶活性，能够催化3,3',5,5'
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四甲基联苯胺（TMB）加速产生氧化态TMB（ox
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TMB），从而使得反应体系肉眼可见的从无色变成蓝色，ox
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TMB在652nm附近会产生强烈的紫外吸收峰。在特定条件下，吸光度与还原性物质（尿酸）的浓度存在线性关系，基于所建立的标准曲线可以对未知含量的还原性物质进行定量分析。
[0020]与现有技术相比，本专利技术提供的制备方法适用于多种的核壳化贵金属纳米团簇水凝胶微球的制备，该制备方法简单易行，制得的产物大小可控、产率高且具有丰富的活性位点。实验结果表明，本专利技术制得的核壳化金属纳米团簇水凝胶具有良好的类氧化酶活性，在尿酸的快速检测领域具有广阔的应用前景。
附图说明
[0021]图1是核壳化纳米团簇水凝胶微球制备机理图；图2是核壳化纳米团簇水凝胶微球反应过程示意图；图3是Au
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微球的扫描电镜图；图4是Ag
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微球的扫描电镜图；图5是Ru
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微球的扫描电镜图；图6是Rh
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微球的扫描电镜图；图7是Pd
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微球的扫描电镜图；图8是Os
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微球的扫描电镜图；图9是Ir
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微球的扫描电镜图；图10是Pt
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微球的扫描电镜图；图11是不同微球在不同喷洒速度下的酶活曲线；
图12是Au
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微球活性验证图，下曲线为TMB吸收曲线，上曲线为TMB+ Au
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微球(1mL/min)的吸收曲线；图13是Ag
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微球活性验证图，下曲线为TMB吸收曲线，上曲线为TMB+ Ag
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微球(0.5mL/min)的吸收曲线；图14是Ru
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微球活性验证图，下曲线为TMB吸收曲线，上曲线为TMB+ Ru
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微球(0.5mL/min)的吸收曲线；图15是Rh
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微球活性验证图，下曲线为TMB吸收曲线，上曲线为TMB+ Rh
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微球(0.1mL/min)的吸收曲线；图16是Pd
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微球活性验证图，下曲线为TMB吸收曲线，上曲线为TMB+ Pd
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微球(0.5mL/min)的吸收曲线；图17是Os
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微球活性验证图，下曲线为TMB吸收曲线，上曲线为TMB+ Os
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微球(0.1mL/min)的吸收曲线；图18是Ir
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微球活性验证图，下曲线为TMB吸收曲线，上曲线为TMB+ Ir
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微球(1mL/min)的吸收曲线；图19是Pt微球活性验证图，下曲线为TMB吸收曲线，上曲线为TMB+ Pt
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微球(1mL/min)的吸收曲线；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种核壳化纳米团簇水凝胶微球的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，将浓度为0.01
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0.1mmol/mL的含掺杂金属离子的溶液A和浓度为0.1
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2mmol/mL的含有机配体的溶液B混合均匀，用液体喷雾结合热气流氛围还原金属离子制得纳米团簇；其中液体喷雾的速度控制范围是0.1
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1mL/min；步骤2，将步骤1中制得的纳米团簇粉末用真空粉体喷射方式在热流体动冲的环境下对纳米团簇进行亲水处理，得到亲水性纳米团簇；其中真空粉体喷射的速度控制范围是0.1
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1mg/min；步骤3，将步骤2中制得的亲水性纳米团簇与浓度为1
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10mmol/mL的含水凝胶前驱体的溶液C均匀混合，再采用真空液体喷雾和亲水性纳米团簇自催化将水凝胶微球化；其中真空液体喷雾的速度控制范围是0.1
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1mL/min；步骤4，将步骤2中制得的亲水性纳米团簇、亲水性离子液体和水凝胶前驱体均匀混合，得到混合液体D，采用真空表面溅射法和亲水性纳米团簇自催化对步骤3中制得的水凝胶微球进行表面涂覆，得到核壳化纳米团簇水凝胶；其中真空表面溅射的速度控制范围是0.1
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1mL/min。2.根据权利要求1所述的核壳化纳米团簇水凝胶微球的制备方法，其特征在于，步骤1中所述的金属离子为贵金属离子；所述的有机配体为巯基...

【专利技术属性】
技术研发人员：林鹏程，李慧勤，陈颖，吴红姣，陈佳琪，苏旖倩，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：