[發明專利]一種生物質基納米粒子及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201710683735.2
• 申請日: 2017-08-11
• 公開（公告）號: CN107446054B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 黃進;張燕潔;夏濤;陳瑤瑤
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C08B11/20
• 分類號: C08B11/20;C09K11/06;G01N21/64
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮;官群

本發明涉及一種離子快速檢測的生物質基納米粒子及其制備方法，所述生物質基納米粒子由羧基纖維素納米晶接枝熒光分子得到。本發明可直接用于銅離子濃度檢測分析，不必調節測試液pH和溫度，可在現場快速檢測，檢測下限0.1ppm，可直接檢測人體飲用水和工廠排放污水是否符合國家標準，與傳統方法比具有靈敏、無毒、環境友好、相容性好、成本低、工藝簡單等優點。

技術領域

本發明屬于高分子材料技術領域，具體涉及一種生物質基納米粒子及其制備方法和應用。

背景技術

銅是人體必需的微量元素之一，其在中樞神經系統中具有重要作用，但是過量的銅離子濃度的攝入會導致氧化應激和很多嚴重的神經退行性疾病，如緬克斯綜合癥、肌萎縮性脊髓側索硬化癥等。作為一種不可生物降解的重金屬，Cu²⁺易積聚在人類和動物的重要器官，對生物和環境產生嚴重影響。我國對人類飲用水和工業廢水中銅離子濃度(Ⅰ級標準)都有嚴格的標準，不得超過0.5μg/mL，所以銅離子的檢測特別重要。常用的銅檢測方法有原子吸收光譜儀、離子色譜法、電感藕合等離子體質譜等，盡管這些方法準確、靈敏，但存在儀器價格昂貴、處理過程繁瑣、分析時間長、藥品成本高等不足。因此，發展靈敏、高效、低廉、方便、快捷的銅離子檢測技術非常有必要。

本發明將羧基纖維素納米晶接枝熒光分子，優化熒光強度，使其在銅離子檢測傳感中更靈敏，可直接用于銅離子檢測分析，不必調節檢測液pH值和溫度，并且可檢測銅離子濃度范圍廣，具有方便快捷靈敏的特點。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中存在的上述不足，提供一種生物質基納米粒子及其制備方法和應用，采用該物質基納米粒子檢測水體中銅離子濃度靈敏度高、方便快捷。

為解決上述技術問題，本發明提供的技術方案是：

提供一種生物質基納米粒子，所述生物質基納米粒子由羧基纖維素納米晶接枝熒光分子得到。

按上述方案，所述羧基纖維素納米晶的羧基含量為0.1-3mmol/g。

按上述方案，所述熒光分子為5-氨基熒光素、7-氨基-4-甲基香豆素、7-羥基-4-甲基香豆素中的一種或幾種；所述生物質基納米粒子的熒光分子接枝量為0.01-0.6mmol/g。

本發明還提供上述生物質基納米粒子的制備方法，其步驟如下：

1)將羧基纖維素納米晶與溶劑混合，經超聲分散得到羧基纖維素納米晶混合液；

2)將催化劑預先溶解于溶劑中得到催化劑溶液，然后將催化劑溶液逐滴加入到步驟1)所得羧基纖維素納米晶混合液中，經預反應得到反應液；

3)將熒光分子加入到步驟2)所得反應液中進行接枝反應，隨后經離心分離、洗滌、干燥得到淡黃色粉末狀的生物質基納米粒子。

按上述方案，步驟1)和步驟2)所述溶劑相同，為水、N,N-二甲基甲酰胺中的一種或兩種；步驟1)所述羧基纖維素納米晶混合液的質量濃度為0.1-10％。

按上述方案，步驟2)所述催化劑為1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽/N-羥基琥珀酰亞胺混合物(EDC/NHS)、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽/4-二甲氨基吡啶混合物(EDC/DMAP)、4-(4,6-二甲氧基三嗪-2-基)-4-甲基嗎啉鹽酸鹽(DMTMM)、4-二甲氨基吡啶(DMAP)中的一種；所述催化劑與羧基纖維素納米晶的質量比為0.2-10：1。

按上述方案，步驟2)所述預反應條件為：18-50℃下反應10-60min。

按上述方案，步驟3)所述熒光分子用量為羧基纖維素納米晶質量的0.5-20倍。

按上述方案，步驟3)所述接枝反應條件為：避光條件下，于18-50℃反應1-48h。