[发明专利]一种pH响应的共聚物修饰的荧光碳纳米颗粒

权利要求书

1.一种pH响应的共聚物修饰的荧光碳纳米颗粒，是通过在水热法制备的荧光碳纳米颗粒表面接枝含pH响应基团的共聚物，其结构如式(I)所示：

(I)

在(I)中，f-CNP表示通过水热法制备的被接枝的荧光碳纳米颗粒，所述用于表面接枝的含pH响应基团的聚合物为3-丙烯酰胺基苯硼酸与2-丙烯酰胺基-2-甲基-1,3-丙二醇的共聚物；x的范围为0.1-0.9，表示3-丙烯酰胺基苯硼酸与2-丙烯酰胺基-2-甲基-1,3-丙二醇单体单元的接枝比例为10:1-1:10。

2.根据权利要求1所述的pH响应的共聚物修饰的荧光碳纳米颗粒，其中所述碳纳米颗粒表面接枝共聚物的接枝密度为3-10条共聚物链，接枝长度为每条链含20-500个结构单元。

3.根据权利要求1所述的pH响应的共聚物修饰的荧光碳纳米颗粒，其中所述碳纳米颗粒的水溶液在pH为7.5-11.5范围内有荧光响应性。

4.如权利要求1-3任一项所述的pH响应的共聚物修饰的荧光碳纳米颗粒的制备方法，包括以下步骤：

  (1) 称取适量荧光碳纳米颗粒，用二氯甲烷溶解，配制成浓度为0.5-10mg/mL的荧光碳颗粒溶液；

(2) 称取链转移剂、二环己基碳二亚胺、4-二甲氨基吡啶，加入到上述碳颗粒溶液中，搅拌，使混合物在室温下反应7天；

(3) 7天后，把(2)中反应物过滤，再将滤液旋转蒸干，所得到的固体溶解于适量的无水乙醇溶液中，将得到的溶液置于截留分子量为100-500D的透析袋中，在无水乙醇中透析48h, 透析完毕后，将所得到的液体旋转蒸干，得到荧光碳纳米颗粒链转移剂；

(4) 称取步骤(3)所得的荧光碳纳米颗粒链转移剂、苯硼酸、多元醇和引发剂，置于烧瓶中，用无水甲醇溶液溶解，在保护气体存在下，在50-90℃和无水的条件下将(4)中所得溶液反应10-48h；

(5) 反应完后，将反应物用大量弱酸性水沉淀纯化，将纯化的产品干燥，即得到一种具有pH响应的共聚物修饰的荧光碳纳米颗粒。

5.根据权利要求4所述的方法，其中在步骤(1)中所述的荧光碳纳米颗粒为水热法碳化葡萄糖、纤维素、壳聚糖、EDTA.2Na、EDTA以及明胶制备的荧光碳纳米颗粒。

6.根据权利要求4所述的方法，其中在步骤(2)中，所述链转移剂、二环己基碳二亚胺、4-二甲氨基吡啶三者的摩尔比为1：1：0.1；其中所述链转移剂为S-1-十二烷基-S'-(α ,α'-二甲基-α''-乙酸)三硫代碳酸酯和S,S'-对(α ,α'-二甲基-α''-乙酸)三硫代碳酸酯。

7.根据权利要求4所述的方法，其中在步骤(4)中，所述的苯硼酸为3-丙烯酰胺基苯硼酸和4-丙烯酰氨基苯硼酸；所述的多元醇为2-丙烯酰胺基-2-甲基-1,3-丙二醇；所述引发剂为偶氮二异丁腈和过氧化苯甲酰。

8.根据权利要求4所述的方法，其中在步骤(4)中，所述反应温度为60-90℃，反应时间为10-48h。

9.根据权利要求4所述的方法，其中所述荧光碳颗粒链转移剂用量为0.1-0.5重量份，苯硼酸的用量为300-500重量份，多元醇的用量为20-400重量份，引发剂用量为0.1-2重量份。

10.根据权利要求1-3任一项所述的或权利要求4-9任一项所述的方法制备的纳米颗粒在pH传感中的应用。