[發明專利]一種兩性離子聚合物水凝膠及其制備方法和應用方法

有效

• 申請號: 202010176615.5
• 申請日: 2020-03-13
• 公開（公告）號: CN111303455B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 袁寧一;江瑤瑤;丁建寧;戴勝平;董旭
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C08J3/075
• 分類號: C08J3/075;C08L43/02;C08L41/00;C08L33/14;C08L89/00;C08K3/04;C08F220/28;C08F220/34;C08F222/38;C08F228/02;C08F230/02;C08F2/50;G01N27/30;G01N2
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 劉卉

1.一種兩性離子聚合物水凝膠，其特征在于，包括如下組分：兩性離子聚合物、碳量子點和葡萄糖氧化酶，其中所述兩性離子聚合物的結構式如下：

結構中的R₁是亞甲基；R₂由羰基或磺酸酯基中的任意一種或多種基團組成；R₃為：氫或烷基；m為1000-17000；n為2000-20000。

2.根據權利要求1所述的一種兩性離子聚合物水凝膠，其特征在于，所述碳量子點是1,2,4-三氨基苯二鹽酸鹽和尿素通過水熱合成法制備而成。

3.根據權利要求1或2所述的一種兩性離子聚合物水凝膠的制備方法，其特征在于，包括如下操作步驟：

S1.將1,2,4-三氨基苯二鹽酸鹽和尿素溶解于超純水中，充分攪拌后，將混合物溶液轉移至應釜中密封，在180-240℃下反應20-60min，自然冷卻至室溫，得到溶液A；

S2.將步驟S1中的溶液A過濾，過濾后將所得懸浮液用超純水進行透析；透析結束后，將溶液置于真空冷凍干燥室中冷凍干燥，即可獲得固體的碳量子點，存儲備用；

S3.取前驅陰離子單體A溶液、前驅陽離子單體B溶液、N,N'-亞甲基雙丙烯酰胺依次添加到四氫呋喃溶劑中，在冰浴中超聲處理20-30min后，在混合液中繼續加入引發劑、促進劑、1×10^-9mol/L葡萄糖氧化酶，攪拌混合均勻后，反應15-35min，得到溶液B；

S4.將步驟S3中的溶液B轉移到玻璃表面皿中，置于恒溫37℃下進行光聚合反應2-4h，聚合結束，即可獲得含葡萄糖氧化酶聚合物水凝膠；

S5.將步驟S2中的碳量子點溶于PBS中，配制成浸泡液；將步驟S4中的含葡萄糖氧化酶聚合物水凝膠完全浸入浸泡液中水合反應，每天更換浸泡液，持續N天；然后將水凝膠沖入直徑為D mm的圓盤中，即制得兩性離子聚合物水凝膠，其中N≥3，D≥5；所述前驅陰離子單體A溶液是2-甲基丙烯酸-四氫吡喃酯溶液或甲基丙烯磺酸鈉溶液中的任意一種，所述前驅陽離子單體B溶液是2-(二甲胺基)甲基乙烯磺酸乙酯溶液。

4.根據權利要求3所述的一種兩性離子聚合物水凝膠的制備方法，其特征在于：所述步驟S1中的1,2,4-三氨基苯二鹽酸鹽和尿素的質量比例為1:(1-2)。

5.根據權利要求3所述的一種兩性離子聚合物水凝膠的制備方法，其特征在于：所述步驟S2中的碳量子點平均粒度大小為1.7-2.3nm。

6.根據權利要求3所述的一種兩性離子聚合物水凝膠的制備方法，其特征在于：所述步驟S3中的前驅陰離子單體A溶液和前驅陽離子單體B溶液是陰離子單體A和陽離子單體B分別在1M NaCl中配制而成的混合溶液。

7.根據權利要求3所述的一種兩性離子聚合物水凝膠的制備方法，其特征在于：所述步驟S3中的N,N'-亞甲基雙丙烯酰胺濃度為前驅陰離子單體A溶液和前驅陽離子單體B溶液總濃度的1-2％。

8.根據權利要求3所述的一種兩性離子聚合物水凝膠的制備方法，其特征在于：所述引發劑為過硫酸銨、過硫酸鉀、偶氮二異丁酸二甲酯或二甲基乙烯酮甲基三甲硅氧基縮醛中的任意一種或多種的混合物。

9.根據權利要求3所述的一種兩性離子聚合物水凝膠的制備方法，其特征在于：所述促進劑為四甲基乙二胺、四丁基二苯甲酸氫銨或N,N’-四甲基二硫雙硫羰胺中的任意一種。

10.根據權利要求1所述的一種兩性離子聚合物水凝膠的應用方法，其特征在于，利用激光技術處理導電膠帶，并設計基于柔性基底PET的導電通路，涂覆上Ag/AgCl漿料用作參比電極，粘合上兩性離子聚合物水凝膠的小圓片用作工作電極和對電極，構建出生物傳感器系統。