[發(fā)明專利]一種紅色發(fā)光稀土復(fù)合材料、制備方法及應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710487188.0
• 申請(qǐng)日: 2017-06-23
• 公開（公告）號(hào): CN107312536B
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉豐祎;范文濤;張澤宇;寇軍鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 云南師范大學(xué)
• 主分類號(hào): C09K11/77
• 分類號(hào): C09K11/77;C09K11/02
• 代理公司: 昆明科陽知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 53111
• 代理人: 孫山明;徐洪剛

一種紅色發(fā)光稀土復(fù)合材料、制備方法及應(yīng)用，本發(fā)明涉及的復(fù)合材料為CHDP/Eu,其中CHDP為2,3?吡啶二甲酸酐修飾后的殼聚糖生物大分子，Eu為稀土銪離子，形態(tài)為水凝膠，能發(fā)射稀土銪離子的特征紅色熒光。制備是以2，3?吡啶二甲酸酐修飾殼聚糖，并與稀土銪離子共價(jià)鍵配位，避免物理摻雜帶來的熒光猝滅現(xiàn)象。本發(fā)明反應(yīng)溫和，環(huán)境友好，對(duì)大鼠胸主動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞（RAECs）無毒性，有良好的生物相容性，可作為生物熒光成像材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水凝膠復(fù)合發(fā)光材料及制備，尤其是含有稀土元素的復(fù)合發(fā)光材料及制備。

背景技術(shù)

稀土銪配合物能發(fā)射出純正的紅色熒光，且具有較長的熒光壽命，發(fā)射光譜的位置受配體場的影響較小，該研究受到廣泛關(guān)注（CN 104059093B、CN 102796133A、 CN104151368B、US 7736620）。為了提高稀土銪配合物的機(jī)械及熱穩(wěn)定性，通常把稀土銪配合物摻雜到基質(zhì)材料中制備復(fù)合發(fā)光材料，選用的基質(zhì)材料一般為二氧化硅、二氧化鈦或高分子材料（CN 103740358B、 CN 104725832A、CN 100558853、US 9522288），其缺點(diǎn)是生物相容性以及生物可降解性較差。武漢大學(xué)的張麗娜等人曾經(jīng)報(bào)道了把稀土熒光粉SrAl₂O₄:Eu²⁺, Dy³⁺摻雜到纖維素生物分子材料中，以期提高復(fù)合材料的生物相容性，所得到的稀土復(fù)合發(fā)光材料可作為潛在的生物成像材料（J. Mater. Chem. B, 2014, 2, 7559）。所存在的缺點(diǎn)是：稀土發(fā)光中心與纖維素生物大分子之間只存在弱的分子間作用，提高摻雜濃度容易導(dǎo)致稀土發(fā)光中心團(tuán)聚。另外，該類材料易發(fā)生熒光猝滅。把稀土銪配合物以共價(jià)鍵的方式連接到殼聚糖生物大分子骨架可以避免熒光猝滅的發(fā)生，但有關(guān)這方面的研究報(bào)道還不多見。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的旨在針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)所存在問題，把具有良好紅色發(fā)光性能的稀土銪配合物與殼聚糖生物大分子以共價(jià)鍵結(jié)合，提供一種紅色發(fā)光復(fù)合材料、制備方法及應(yīng)用，為稀土化合物的應(yīng)用提供新途徑。

為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案包括：

（一）一種紅色發(fā)光水凝膠復(fù)合材料

該復(fù)合材料為CHDP/Eu，其中CHDP為2，3-吡啶二甲酸酐修飾后的殼聚糖，Eu為稀土銪離子，稀土銪配合物以共價(jià)鍵方式與殼聚糖大分子網(wǎng)絡(luò)相連，形態(tài)為水凝膠，能發(fā)射出稀土銪離子的特征紅色熒光。

（二）制備上述紅色發(fā)光水凝膠復(fù)合材料的方法

包括以下步驟：

(1) 將殼聚糖溶解在5%的醋酸溶液中，攪拌至完全溶解；將2，3-吡啶二甲酸酐溶解在吡啶中，該溶液濃度為7.5%；

(2) 在攪拌下將2，3-吡啶二甲酸酐溶解液滴加到殼聚糖溶解液中反應(yīng)5h，用0.5M氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)上述混合液的pH至7-8，加入飽和氯化鈉溶液，過濾，收集固體產(chǎn)物溶解在水中，透析，獲得2，3-吡啶二甲酸酐修飾后的殼聚糖CHDP；

(3) 將CHDP溶解在去離子水中，得到CHDP的透明溶液，滴加到濃度為0.05~0.2 M的EuCl₃溶液中取得水凝膠小球，洗滌，得到紅色發(fā)光復(fù)合材料。

所述步驟（1）的殼聚糖的質(zhì)量百分比濃度為0.5~3%。

所述步驟（3）溶解在去離子水中的CHDP質(zhì)量百分比濃度為1~6%。

（三）本發(fā)明的復(fù)合材料的應(yīng)用

以該復(fù)合材料作為生物成像的熒光材料。

本發(fā)明的有益效果是：

首先，本發(fā)明通過有機(jī)修飾，把含羧基的吡啶官能團(tuán)引入到生物相容性良好的殼聚糖大分子中，擴(kuò)大了殼聚糖的應(yīng)用范圍。