[發明專利]一種獲取受限熔體中單個聚合物分子擴散以及運動模式的測量方法

有效

• 申請號: 201810326109.2
• 申請日: 2018-04-12
• 公開（公告）號: CN108535229B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 盧曦;楊京法;趙江
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所;中國科學院大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢;趙靜

1.一種獲取受限熔體擴散場單個聚合物分子擴散信息以及運動模式的測量方法，包括如下步驟：

1)將熒光分子探針標記于聚合物分子的末端，得到熒光標記聚合物；

2)將所述聚合物的溶液與所述熒光標記聚合物的溶液混合，得到混合溶液；然后采用所述混合溶液制備受限超薄膜熔體；

3)將激光照射于所述受限超薄膜熔體上，收集所述熒光分子探針發射的熒光信號；所述熒光信號被單光子探測器檢測到，通過對熒光信號強度的分布分析可以精確的得到標記聚合物分子的位置信息；

所采用的測量系統包括：

一用于作為激發光照射待測樣品的激發光光源單元；

一用于將所述激發光光源單元發出的激發光會聚到待測樣品，同時將待測樣品產生的熒光信號收集并導出的光學顯微單元；

一用于對待測樣品進行單分子顯微成像的單分子熒光成像單元；

4)通過在受限超薄膜熔體內提取標記聚合物分子的空間坐標，通過坐標計算標記分子的均方位移，并且和間隔時間進行線性擬合，從而得到受限熔體中單個聚合物分子的擴散信息和對應的擴散模式；

所述步驟2)中，所述聚合物的溶液的濃度為10⁵～10⁶nM；所述標記的聚合物的溶液的濃度為1～10nM；所述混合溶液中聚合物與標記的聚合物的摩爾比為10⁵～10⁶：1；

所述步驟2)中，所述的受限超薄膜熔體是采用旋涂法制備的；具體是由能夠實施精確旋涂的甩膜儀完成的；所述甩膜儀的甩膜速度從1000rpm到6000rpm精確可控；所述受限超薄膜熔體的厚度為5nm-50nm；

所述步驟3)中，所述激發光光源單元包括一個激發光光源、若干反射鏡、一個格蘭泰勒棱鏡、一個1/4波片、兩個光闌、一個激光擴束鏡、一個中性密度濾波片、一個二向色鏡和一個光學凸透鏡；所述激發光光源發出的激發光經若干反射鏡反射后依次進入所述格蘭泰勒棱鏡和所述1/4波片使所述激發光由線偏振光轉化為圓偏振光；所述圓偏振光依次經第一光闌、激光擴束鏡、反射鏡、第二光闌、反射鏡、中性密度濾波片、二向色鏡使之成為平行光；經所述二向色鏡出射的平行光進入光學凸透鏡，通過調節所述光學凸透鏡實現激發光于所述光學顯微單元的物鏡后焦平面處聚焦從而出射為平行擴束的圓偏振光，進入所述光學顯微單元；

所述光學顯微單元采用倒置顯微鏡，圓偏振光經高數值孔徑物鏡聚焦待測樣品，待測樣品的熒光探針經圓偏振光激發產生熒光，熒光經所述高數值孔徑物鏡收集并依次經光學凸透鏡、二向色鏡、發射光濾光片和反射鏡發射到所述單分子熒光成像單元；

所述單分子熒光成像單元采用單光子探測器，所述的單光子探測器具體為EMCCD相機；

所述步驟4)中，通過對熒光信號強度的分布分析得到信號的強度空間分布的中心坐標值；對熒光信號強度的分布分析采用信號強度分析系統，該系統包括數據采集卡和商業化軟件。

2.根據權利要求1所述的測量方法中，其特征在于：所述步驟1)中，所述熒光分子探針以化學反應鍵和的方式標記于聚合物分子的末端；所述熒光分子探針與所述聚合物分子的摩爾比為1：1～1.5。

3.根據權利要求1所述的測量方法，其特征在于：所述的熒光探針分子為熒光染料，具體為PDI，其最大吸收波長為532nm，其結構式如式(I)所示：

4.根據權利要求1所述的測量方法，其特征在于：所述的聚合物分子為聚己內酯，其結構式如式(II)所示：

其中，n＝83,M_n/M_w＝1.5。