[发明专利]荧光金纳米团簇及其水性聚氨酯模板法制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米材料及其制备方法，尤其是涉及一种以经过高分子修饰的荧光金纳米团簇及其水性聚氨酯模板制备方法。

背景技术

金纳米团簇(Goldnanocluters，AuNCs)通常是指在一定分子层保护下，由几个到几百个金原子组成、尺寸小于2nm的分子聚集体，是原子和纳米颗粒的联系纽带。近年来，由于金纳米簇的荧光稳定性好、抗光漂白作用强、毒性小、生物相容性好、生物安全性高、荧光量子产率高、并且简单易制备等优点已成为分析科学和生命学科等领域的研究和应用热点。同时，金纳米团簇因其独特的电子结构和特别的物理、化学性质，广泛应用于生物标记、生化传感、单分子成像及光学成像研究等领域。金纳米团簇(AuNCs)是基于蛋白质或者硫醇类化合物等有机单分子模板而制备得到的。

聚氨酯是聚氨基甲酸酯的简称，英文名称是polyurethane，它是一种高分子材料。聚氨酯是由聚物多元醇与异氰酸酯反应，再经扩链交联反应而制备的一种新兴的有机高分子材料。而水性聚氨酯(WPU)是以水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯体系，也称水分散聚氨酯、水系聚氨酯或水基聚氨酯。水性聚氨酯因以水为溶剂，无污染、安全可靠、机械性能优良、相容性好、易于改性等优点而被广泛应用于轻工、化工、电子、纺织、医疗、建筑、建材、汽车、国防、航天、航空等众多领域。在聚氨酯制备过程中，原料中的许多活性基团会被引入到聚氨酯的分子链上，如-OH、-NCO、C＝C、-COOH，再辅以人为设计，通过一些合理的化学反应可以将许多功能化的分子连接到聚氨酯分子链上，从而赋予了聚氨酯一些新的功能。基于上述，本发明在不破坏聚氨酯链的主体结构的前提下，将硫醇分子引入到分子链上，仿照蛋白质为模板制备金纳米团簇的方法，在聚氨酯中制备荧光型的金纳米团簇，不仅开拓了聚氨酯的应用市场，还赋予了聚氨酯荧光性，具有广泛的应用前景。

如中国专利CN104759636A公布了一种利用山楂籽提取液作为分散剂和生物还原剂制备纳米金的方法。该方法在常压下进行，设备简单，成本低、易于操作，但是该发明中制备的是纳米金粒子，不是纳米金团簇。2008年，研究小组通过聚合物的分子设计向分子中引入巯基，利用含巯基的高分子聚合物和谷胱甘肽为共同的模板，制备硫醇保护的金纳米团簇(RP,HuM,QianL,etal.GoldnanoparticlesizecontrolledbypolymericAu(I)thiolateprecursorsize[J].JournaloftheAmericanChemicalSociety,2008,130(3):975-982.)。2009年，Xie研究小组在碱性条件(pH>12.0)下，首次以牛血清蛋白为模板合成了QYs为6.0％的BSA-Au₂₅NCs，其中，BSA不仅可以稳定金离子，而且可以通过BSA中酪氨酸残基与金离子发生氧化还原反应而还原金离子(XieJ,ZhengY,YingJY.Protein-directedsynthesisofhighlyfluorescentgoldnanoclusters[J].JournaloftheAmericanChemicalSociety,2009,131(3):888-889.)。2012年，Luo研究小组以鸡蛋清蛋白为模板合成了金纳米团簇(LuoZ,YuanX,YuY,etal.Fromaggregation-inducedemissionofAu(I)–thiolatecomplexestoultrabrightAu(0)Au(I)–thiolatecore–shellnanoclusters[J].JournaloftheAmericanChemicalSociety,2012,134(40):16662-16670.)。

发明内容

本发明的目的在提供一种具有较强的光致发光效应，可广泛应用在传感器、金属离子检测、生物显影，生物检测，药物追踪，化学检测等方面的荧光金纳米团簇及其水性聚氨酯模板法制备方法。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

荧光型金纳米团簇，其制备原料组成按质量百分比为：二异氰酸酯17％～30％，二元醇62％～73％，有机锡类催化剂0.04％～0.06％，亲水扩链剂4％～5％，小分子扩链剂3.8％～4.2％，巯基乙醇1.7％～2.6％，浓度10Mm/L氯金酸丙酮溶液3.2％～4.2％，调节荧光型金纳米团簇的PH＝11～13的氢氧化钠，余为水；

所述二异氰酸酯与二元醇的摩尔比为(2～4):1。