[發明專利]一種具有pH值和汞離子比率檢測功能的水分散性熒光聚合物納米粒子、制備方法及應用

有效

• 申請號: 201410369075.7
• 申請日: 2014-07-30
• 公開（公告）號: CN104151480A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 陳建;王宏;李亞;侯慶楊;呂錕;吉添;李明莉;周智華;易平貴
• 申請（專利權）人: 湖南科技大學
• 主分類號: C08F220/14
• 分類號: C08F220/14;C08F220/36;C08F2/28;C08F8/34;C09K11/06;G01N21/64
• 代理公司: 張家界市慧誠商標專利事務所 43209
• 代理人: 高紅旺

技術領域

本發明涉及材料制備及生物化學和環境檢測技術領域，尤其涉及一種具有pH值和汞離子比率檢測功能的水分散性熒光聚合物納米粒子的制備方法。該水分散性熒光聚合物納米粒子涉及水環境中pH值的高靈敏度檢測和水中汞離子的高選擇性、高靈敏度定量檢測。

背景技術

眾所周知，細胞內的pH值在細胞、酶和組織活性上起著重要的作用，包括增殖和細胞凋亡，離子運輸和耐藥性等。細胞內pH值的微小變化可能導致細胞功能障礙，并且與一些常見的疾病如癌癥和老年癡呆癥等有一定的相關性，因此對細胞內的pH的精確測定能夠為生理和病理過程提供非常重要的信息。在另一方面，大量的研究表明，pH值對水質、水生生物和魚類都有重要的影響。當pH值高時，由于氨的比例大，所以毒性很強；而pH值過低時，水中硫化物會變成硫化氫而極具毒性。此外，pH值過低，大多數藻類、細菌及浮游動物受到影響，光合作用減弱，硝化過程被抑制，使水體物質循環強度下降，從而影響水體生物和魚的生長發育。因此，如何高效、高靈敏度的檢測細胞內和各種水環境中的pH值無疑將具有重要的研究意義和應用價值。

相對于其它pH值測量方法而言，基于熒光技術測量pH值通常具有樣品無損性，高靈敏度，以及廣泛可用的染料指示劑等優勢；同時其在細胞內成像與傳感的優勢遠超過其他技術。通常，基于熒光技術測量pH值的關鍵在于制備理想的pH值熒光傳感器。在已有的各種pH值熒光傳感器報道中，pH值比率熒光傳感器由于利用熒光載體能對pH值變化產生兩個熒光強度(兩種熒光物質的發射波長處)的變化，從而消除設備本身條件和外界環境變化引起的測量誤差，而受到了科學家們的廣泛關注。然而目前這種具有雙波長的、對pH值敏感的比率熒光傳感器相對較少，主要集中在有機小分子領域。這些有機小分子體系通常在水中的量子效率較低，易于受到環境離子的影響，不利于細胞內和各種復雜水環境中pH值的高靈敏度準確檢測，并且合成路線較復雜，不利于大規模的商業化生產應用。因此，發展一種能在水中檢測pH值的制備簡單、靈敏度高、準確性好的新型熒光傳感器無疑將具有廣泛的實用價值。

聚合物納米粒子具有合成方法簡捷、結構功能多樣化等特點，是構建各種熒光傳感器的重要基質。同時細乳液聚合因其合成方法簡單，易修飾，易于實際應用和擴大化生產等優點被廣泛應用。然而，在現有的各類熒光聚合物納米粒子傳感器研究中，鮮見將pH比率熒光傳感和細乳液聚合相結合的報道。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種具有pH值和汞離子比率檢測功能的水分散性熒光聚合物納米粒子的制備方法。該方法采用具有合成工藝簡單，可實現實際應用和擴大化生產的細乳液聚合方法，通過各物質的比例優化，制備符合要求的聚合物納米粒子，然后通過表面修飾制備一種具有pH值和汞離子比率檢測功能的水分散性熒光聚合物納米粒子。

本發明的目的是通過下述方式實現的：一種具有pH值和汞離子比率檢測功能的水分散性熒光聚合物納米粒子的制備方法，包括以下步驟：

（1）將甲基丙烯酸甲酯、2-氨乙基甲基丙烯酸酯鹽酸鹽（AEMH）、4-乙氧基-9-(2-烯丙基)-1,8-萘二甲酰亞胺（EANI）、正十六烷、偶氮二異丁腈（AIBN）按質量比為1：0.08~0.24：0.001~0.005：0.15：0.05混合均勻后分散在濃度為0.005~0.015g/ml的十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）的水溶液中，超聲乳化至形成均勻的細乳液后，75℃反應3小時后得到表面含氨基的熒光聚合物納米粒子；

（2）在步驟（1）制得的表面含氨基的熒光聚合物納米粒子中加入相對于AEMH用量3%~8%的異硫氰酸熒光素（FITC），弱堿性條件下室溫反應3天，經3次透析除去未反應的FITC后，得到具有pH值和汞離子比率檢測功能的水分散性熒光聚合物納米粒子。

一種根據所述的具有pH值和汞離子比率檢測功能的水分散性熒光聚合物納米粒子的制備方法制備的水分散性熒光聚合物納米粒子。

本發明技術方案實現的有益效果：

（1）制備了一種具有雙波長熒光發射，對pH值敏感，且合成方法簡單，易修飾，可實現實際應用和擴大化生產的新型水分散性熒光聚合物納米粒子；

（2）由于采用雙波長發射的比率熒光測定，避免了儀器本身的誤差和濃度差異導致的pH值或汞離子測量誤差，可以有效增加測定結果的準確性；

（3）本發明實現了一種傳感器的兩種用途，既可以高靈敏度檢測水環境下的pH值，還可以高選擇性、高靈敏度定量檢測水中汞離子濃度。