[发明专利]一种复合两相结构、温敏荧光微凝胶的制备及其对Fe3+的检测

说明书

本发明涉及微凝胶技术领域，具体涉及一种具有温敏性、荧光效果的复合型两相结构微凝胶。荧光探针是标志性光谱材料之一。它的灵敏度和高分辨率保证了其广泛的应用，包括诊断、微量大气物质的检测、荧光显微镜和反应动力学等。微凝胶由于其特殊的尺寸和多孔结构，在生物药物，药物释放等领域展现出较大发展前景。本申请提供一种新颖的复合型两相结构荧光微凝胶，将温敏性、荧光性、荧光可逆性和Fesupgt;3+/supgt;识别检测的特性集中于微凝胶中，期望将其用于荧光标记、载药释放治疗及人体Fesupgt;3+/supgt;检测等领域。

技术领域

本发明属于微凝胶技术领域，具体涉及一种复合型两相结构、荧光功能可逆的温敏性荧光微凝胶的制备方法及其对Fe³⁺的检测。

背景技术

凝胶被定义为一种具有三维网络结构的聚合物，它在溶剂中只发生溶胀而不溶解，其网络内部充满分散液体，主要由聚合物与分散介质所组成。根据凝胶的尺寸大小可以将其分为两大类：大块凝胶和微凝胶，一般将尺寸在50~1000nm的凝胶称为微凝胶（Nanogels），尺寸在1000nm以上的则为大块凝胶。相比于大块凝胶，微凝胶最大的优点在于其对外界刺激的响应速度要快很多，从而被更为广泛的研究与应用。其中，智能型微凝胶在受到外界刺激时会做出明显响应，其自身的性质发生明显的变化，比如膨胀/收缩、溶解/析出、亲水/疏水的改变等；并且这些响应变化都是可逆的，当除去外界刺激时，其又会重新恢复初始状态。在众多智能微凝胶中，由于温度的改变极易实现，而且当温度作为刺激方式时，响应的引发无需加入其它化学助剂，也不会改变体系的化学组成，使得温敏性微凝胶脱颖而出，成为研究较多的一类智能微凝胶。同时，由于微凝胶特殊的结构与尺寸，在诸如分子识别、生物医药、分离提纯、光学器件等方面有着诱人的应用前景。本发明中涉及一种温敏性的微凝胶。

Fe³⁺是人体中3种最丰富的过渡金属离子（包括铜离子、锌离子）之一。推荐正常成人的铁的摄入量是8-18毫克/天。然而，过量的铁沉积也会引起严重的问题，如肝损伤、肾衰竭，甚至死亡。因此，人体内Fe³⁺含量的测定一直是健康监测的重点。荧光法具有灵敏度高、实时检测和可细胞内成像等优点，得到了广泛的应用。在过去的十年里，共轭聚合物纳米粒子（CPNs）凭借其优异的特性：卓越的荧光亮度、快速发射率高、光稳定性好、不闪烁、无毒、易于表面功能化等优势成功的应用在各种领域，包括免疫荧光标记，双正交标记，活体标记成像，单粒子跟踪，药物和基因传递，生物传感器以及金属离子检测等。其中，对金属离子的检测，主要是通过CPNs表面的羧基与金属离子的螯合作用，引起CPNs的聚集，导致荧光猝灭，进而实现金属离子检测。

本发明中通过氢键作用实现羧基功能化的CPNs和微凝胶的自组装，形成亲水性的微凝胶界面和亲油性的CPNs界面，该两相界面结构的存在既保留了微凝胶的温敏特性，又保留了CPNs的荧光效果，并且在温度诱导下荧光强度实现了可逆的猝灭和恢复。与此同时，复合后的羧基功能化CPNs也使得该复合微凝胶体系实现了对金属离子Fe³⁺的检测。

发明内容

本发明主要合成了一种新型两相界面结构的微凝胶，同时这种复合型两相微凝胶具有温敏性、荧光性、荧光可逆性及Fe³⁺识别性。

为了实现以上技术效果，本申请提供以下技术方案：

本申请第一方面，提供一种复合型两相界面结构的温敏性荧光微凝胶的合成方案。本申请提供的新型两相界面结构的温敏性荧光微凝胶的合成路径为简单的乳液聚合。将羧基改性的CPNs预先置于含有乳化剂的溶液中，加入单体N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）和丙烯酰胺（AAM），加入引发剂，搅拌8h，制得复合型两相界面结构的温敏性荧光微凝胶。