红色发光材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种红色发光材料及其制备方法与应用。该方法包括如下步骤：在酸性条件下，戊二醛和含氨基化合物在水中经缩合反应即得所述红色发光材料。本发明专利技术提供的红色发光材料，在溶液、悬浮液、凝胶团块或固态粉末下均可被激发并发射红光，激发波段在450~650nm之间，最大中心发射波长在670nm附近。当用630nm激光激发时，可获得650~720nm的明亮红光。本发明专利技术提供的红色发光材料，在溶液、悬浮液、凝胶团块或固态粉末下均可被激发并发射红光，激发波段在450~650nm之间，最大中心发射波长在670nm附近。当用630nm激光激发时，可获得650~720nm的明亮红光。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种红色发光材料及其制备方法与应用。
技术介绍
发光聚合物材料在科学研究特别是生命科学研究领域以及工业生产(如光电照明器件、平板屏幕显示器的制备等)中有着重大的应用价值和发展前景，因此对发光聚合物的研究受到学术界和工业领域的长期持续关注。发光聚合物相对于其它发光物质如无机和有机小分子等，在光电器件和平板显示制备等方面的应用有突出的优势，如聚合物的光学性质可调节，器件具有柔性且制备简单容易(如可通过旋涂、打印等技术实现)；在生物标记检测应用方面，其毒性小，生物兼容性高，优于无机和有机小分子发光材料。根据应用需要，必须要能制备出不同颜色的发光聚合物，其中红色发光聚合物具有多重应用价值:首先，红色是三原色(红，绿，蓝)之一，是制备白光和全光谱发射光器件必不可少的颜色；其次，红光远离生物体自荧光波段，可降低生物体自身荧光的干扰，有利于提高生物分析的灵敏度；第三，红光的散射弱，穿透深度较大，有利于进行生物内部的成像分析；第四，红色是人眼的高敏感颜色，在交通等警示场合被频繁使用。由此可见，研究红色发光材料意义重大并有重大的实用价值。但是，目前的发光聚合物研究还在进行之中，发展还很不充分，其中针对红色发光聚合物的研究更少，可选数量 非常有限，主要包括以红光小分子为发色源的共聚物或聚合物如聚噻吩等。它们的制备方法大都比较繁琐，制备条件控制难度大，原料成本较高。期待能发展出简单、廉价和有工业开发价值的红色发光聚合物的制备新方法并制备出新材料。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种红色发光材料及其制备与应用，该方法为一步法，利用无发光性质的原料成功制备出一种新型的红光材料，而且该材料在溶液、悬浮液、凝胶团块或固态粉末下被激发均发射有长时间抵抗光漂白能力的红光。本专利技术提供的红色发光材料的制备方法，包括如下步骤:在酸性条件下，戊二醛和含氨基化合物在水中经缩合反应即得所述红色发光材料。上述的制备方法中，所述酸性条件的pH值可为3.(Te.5，具体可为3.5^4.5,3.75、3.89,3.90,3.93,3.99,4.04,4.11,4.14 或 4.19。上述的制备方法中，所述含氨基化合物与所述戊二醛的摩尔比可为1:0.0f 20，具体可为 1:0.5 20、1:0.5 10、1:0.5、1:2、1:4、1:6、1:8、1:10、1:11、1:12.5 或 1:20。上述的制备方法中，进行所述缩合反应的体系中，所述戊二醛的质量百分含量可为 0.01% 10%，具体可为 0.25% 6.25%,0.25%、1%、2%、3%、4%、5%、5.5% 或 6.25% ;所述含氨基化合物的质量百分含量可为0.01% 20%，具体可为0.33% 1%、0.33%,0.35%,0.55%或1% ;可通过调节所述戊二醛和/或所述含氨基化合物的浓度以及后处理方法，来调节制备得到的产物的状态，如溶液的形式、悬浮液的形式、凝胶团的形式或固态粉末的形式，以便于应用于不同的用途。上述的制备方法中，所述缩合反应的温度可为10°C 95°C，具体可为25°C 95°C、25°C、35°C、45°C、55°C、65°C、75°C、85°C 或 95°C，时间可为 I 小时 20 小时，具体可为 0.5 小时 10小时、0.5小时、、I小时、1.5小时、2小时、2.5小时、3小时、3.5小时、5小时、10小时或20小时。上述的制备方法中，所述含氨基化合物可为氨基糖(如氨基葡萄糖、壳寡糖或壳聚糖等)、无机铵盐(如硫酸铵等)、有机胺(如甲胺等烷基胺)或生物胺(如氨基酸、肽或蛋白-Tf- ) o上述的制备方法中，当所述含氨基化合物选择为壳聚糖时，可向所述水中加入油相得到W/0型微乳液，所述戊二醛和所述含氨基化合物在所述W/0型微乳液中经缩合反应得到红色发光聚合物纳米颗粒；所述油相具体可·由曲拉通X-100、正辛醇和环己烷组成。本专利技术提供了由上述方法制备的红色发光材料；所述红色发光材料的红光激发波段为450nnT650nm,最大发射波长为670nm ;当用630nm激光激发时,可获得650_720nm的明亮红光；所述红色发光材料的发光性质稳定，有长时间(30分钟连续激光激发，发光强度降低仅30%)抵抗光漂白的能力。本专利技术提供的红色发光材料可用于生物标记、光电材料和制备光电材料中，如采用红色发光聚合物颗粒作为细胞标记试剂。本专利技术与现有技术相比，具有如下优势:1、本专利技术提供的方法，所用原料本身均无红色发光性质，而且价廉易得，大大节约了制备成本，有利于该类材料的推广应用。2、本专利技术提供的方法，对环境无特殊要求，不需要再外加金属催化等辅助体系，操作简单，实施方便，后处理容易，制备重复性好，制备成本低，十分便于推广应用。3、本专利技术提供的方法，所述的方法中除戊二醛外的氨基反应物可变化且可组合，可用的氨基化合物有氨基糖(如氨基葡萄糖、壳寡糖、壳聚糖等)、无机铵盐(如硫酸铵等)、有机胺(如甲胺等烷基胺)、生物胺(如氨基酸、肽、蛋白等)等。4、本专利技术提供的红色发光材料，在溶液、悬浮液、凝胶团块或固态粉末下均可被激发并发射红光，激发波段在45(T650nm之间,最大中心发射波长在670nm附近。当用630nm激光激发时，可获得65(T720nm的明亮红光。5、本专利技术提供的红色发光材料光学性质很稳定，有长时间(30分钟连续激光激发，发光强度降低仅30%)抵抗光漂白的能力。6、本专利技术提供的红色发光聚合物材料可以方便地通过单独或组合调节戊二醛等反应物的用量、反应时间、反应温度来进行调控。7、本专利技术提供的红色发光聚合物可以通过控制制备方法得到不同形状大小的产物，如可通过微乳液法制备出水分散性良好的纳米颗粒，粒径分布在4纳米到12纳米之间，且纳米颗粒的细胞毒性小、生物兼容性好。8、本专利技术提供的红色发光材料可被用于生物标记、传感分析、光电材料的开发研究。附图说明图1为实施例1制备的红色发光材料在自然光照射下和以633nm激光激发时的图像(分别为左图和右图)。图2为实施例2制备的红色发光材料在自然光照射下和以633nm激光激发时的图像(分别为左图和右图)。图3为实施例3制备的红色发光材料在自然光照射下和以633nm激光激发时的图像(分别为左图和右图)。图4为实施例4制备的各红色发光材料在以630nm激发时的荧光发射光谱，其中内插图为聚合物的发射强度与戊二醛浓度之间的关系曲线。图5为实施例5制备的各红色发光材料在以630nm激发时的荧光发射光谱，其中内插图为聚合物的发射强度与反应时间之间的关系曲线。图6为实施例6制备的各红色发光材料在以630nm激发时的荧光发射光谱，其中内插图为聚合物的发射强度与反应温度之间的关系曲线。图7为实施例7制备的红色发光纳米颗粒放大100，000倍后的颗粒透射电镜图像。图8为实施例8制备的红色发光材料在以630nm激发时的荧光发射光谱。图9为实施例9制备的红色 发光材料在以630nm激发时的荧光发射光谱。图10为实施例10制备的红色发光材料在以630nm激发时的荧光发射光谱。图11为实施例7制备的红色发光纳米颗粒与HeLa细胞共孵育后对细胞核(核仁)的标记图像。图12为实施例7制备的红色发光材料纳米颗粒(GCP NPs)在连续30分钟激光照射下采集到的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种红色发光材料的制备方法，包括如下步骤：在酸性条件下，戊二醛和含氨基化合物在水中经缩合反应即得所述红色发光材料。

【技术特征摘要】
1.一种红色发光材料的制备方法，包括如下步骤: 在酸性条件下，戊二醛和含氨基化合物在水中经缩合反应即得所述红色发光材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:所述酸性条件的pH值为3.(Te.5。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于:所述含氨基化合物与所述戊二醛的摩尔比为1:0.01 20。4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于:进行所述缩合反应的体系中，所述戊二醛的质量百分含量为0.019T10%，所述含氨基化合物的质量百分含量为0.01% 20%。5.根据权利要求1-4中任一项所述的制备方法，其特征在于:所述缩合反应的温度为IO0C 95°C，时间为I小时 20小时。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈义，王珂，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：