[发明专利]荧光纳米纤维素及其制备方法

说明书

本发明实施例提供一种荧光纳米纤维素及其制备方法，包括的各原料组分配比如下：10～1000份的纤维素、10000～20000份的有机溶剂、5～50份的催化剂、5～50份的脱水剂和5～100份的荧光染料，荧光染料具有能够与羟基反应的基团。方法包括：将催化剂和脱水剂溶解在有机溶剂中制得溶液，加入纤维素后制得前躯体溶液；将荧光染料制成荧光染料溶液并加入到前躯体溶液中得到混合液，经球磨、洗涤、离心后即得。还提供一种分散于有机溶剂的荧光纳米纤维素的制备方法，采用上述的方法制备得到荧光纳米纤维素；在其上接枝长碳链即可。本发明方案简单易行，具备普适性，且仅需纤维素为主要原料，大幅度降低了成本，所制备的荧光纳米纤维素光化学活性优良且分散性好。

技术领域

本发明属于纤维素纳米化及功能化领域，尤其涉及一种荧光纳米纤维素及其制备方法。

背景技术

荧光检测是一种高灵敏度、高选择性的分析检测技术，具有灵敏度高、响应时间短、操作方便等优点，目前在药物分析、生物技术、医疗诊断、细胞成像、遗传分析和荧光示踪等领域具有广泛应用。常用的荧光标记物主要包括荧光染料(有机染料)如异硫氰酸荧光素、菁染料、苝-3,4,9,10-四羧酸二酐、1-芘甲酸及量子点等。但是由于荧光分子通常容易聚集导致发生荧光淬灭，因此需要增加荧光分子之间的距离。

纤维素是一种天然高分子，纤维素羟基之间存在大量氢键网络结构，通过化学和物理方法，可以将纤维素之间的氢键网络结构破坏，使纤维素解纤制备纳米纤维素。与纤维素和微晶纤维素相比，纳米纤维素具有高结晶度、高强度、高杨氏模量等优点，其制备和应用研究成为目前国内外纤维素研究领域的热点。可以将荧光小分子修饰到纳米纤维素上来抑制荧光小分子的团聚，同时还可以使得兼具纳米纤维素的优势。而目前的纳米纤维素基本以纤维素为原料通过化学或物理的方法得到，且为了得到均匀分散的纳米纤维素，以纤维素为原料得到的纳米纤维素通常接枝有改性剂，例如酸酐、酰氯等，此外还有一些需要接枝长碳链以得到易于分散于有机溶剂的纳米纤维素，对于前者，如果直接采用现成的纳米纤维素为原料制备荧光纳米纤维素，导致成本很高；如果直接以纤维素为原料，则至少需要两步法进行，还需要加入大量改性剂，导致工艺繁琐、操作繁杂且成本高和资源浪费；对于后者，由于荧光分子无法与长碳链进行接枝，导致此类纳米纤维素无法具有荧光特性。

发明内容

在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

为解决上述技术问题，本发明提供一种荧光纳米纤维素及其制备方法。

本发明的技术解决方案为：

根据一方面提供一种荧光纳米纤维素，其所包括的各原料组分按重量份的配比如下：10～1000份的纤维素、10000～20000份的有机溶剂、5～50份的催化剂、5～50份的脱水剂和5～100份的荧光染料，其中，所述荧光染料具有能够与羟基反应的基团。

优选的，所述荧光纳米纤维素所包括的各原料组分按重量份的配比如下：800～1000份的纤维素、10000～20000份的有机溶剂、30～50份的催化剂、30～50份的脱水剂和20～50份的荧光染料。

优选的，所述纤维素为微晶纤维素、棉纤维素、玉米芯纤维素、细菌纤维素、微纤化纤维素、CF11纤维素、棉短绒纤维素中的一种或几种。

优选的，所述荧光染料为苝-3,4,9,10-四羧酸二酐、1-芘甲酸、荧光素异硫氰酸酯、罗丹明b异硫氰酸酯中的一种或几种。

优选的，所述催化剂为4-二甲氨基吡啶、N-羟基琥珀酰亚胺中的一种或几种。

优选的，所述脱水剂为二环己基碳二亚胺、N,N’-二环己基脲中的一种或几种。