[发明专利]一种可调控型温敏性荧光颗粒的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可调控型温敏性荧光颗粒的制备方法，属于高分子合成技术领域。

背景技术

目前，半导体发光材料在各个领域内得到了广泛的应用。在医学、通信、国防等领域，半导体发光材料正风生水起的满足着人们不同的需要。其中，以硫化镉(CdS)、硫化锌(ZnS)、硒化镉(CdSe)为代表的一系列无机半导体发光材料目前正大行其道。如今在声、光、电、磁等领域都可以看到无机半导体发光材料的身影。

硫化镉是硫和镉的无机化合物，化学式为CdS。它是一种N型光电导半导体材料。属Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体。分子量144.476,属六方晶格结构，晶格常数5.86×10^-10m,熔点1750℃，禁带宽度2.41电子伏,电子和空穴的迁移率分别为2×10^-2和2×10^-3米²/伏·秒，相对介电常数11.6。硫化镉是一种黄色固体，几乎不溶于水，普遍在闪锌矿和纤锌矿杂质中发现。通常所用的CdS以Cd过剩的状态存在，S空位和深受体能级使其呈现出n型半导体特征，p型CdS不易形成也不常见。目前，n型半导体特性被研究最为广泛。n型半导体特征CdS禁带宽度为2.04eV，在多项领域有着广泛的使用。在光敏电阻、发光器件、多晶薄膜太阳能电池等光电学领域有着应用。同时，CdS由于毒性较低、光学性能较好等特点，被用作细胞荧光标识，目前已普遍应用在生物医学和纳米生物学等方面。在临床医学、免疫学领域有着潜在的应用前景。

葫芦[n]脲(Cucurbit[n]uril，CB[n])是由甘脲和甲醛在酸性条件下缩合而成的空腔状大分子化合物的总称。葫芦[n]脲的两端两个大小相等的端口布满亲水性羰基，可以与客体分子形成氢键或进行电荷-偶极相互作用。中间的疏水空腔可以选择性的的与许多有机分子相互作用，并且可以产生某种特定的功能。因此葫芦[n]脲具有很强的客体分子识别能力。在葫芦[n]脲家族中，根据组成的甘脲单元数的不同，形成了不同体积的疏水空腔，其中葫芦[8]脲、葫芦[10]脲可以同时容纳一个以上的客体分子。而葫芦[7]脲因其特有的良好水溶性，在水溶性高分子、纳米粒子的制备方面多有涉及。目前，葫芦[n]脲已经在分子梭、分子开关、信息存储及药物缓释领域有着广泛的应用。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种可调控型温敏性荧光颗粒的制备方法。

发明概述

本发明提供了一种可调控型温敏性荧光颗粒的制备方法。首先利用超声波将CdS颗粒进行分散，再加入葫芦[7]脲，使CdS颗粒表面被葫芦[7]脲所包覆，使其水溶性得到提升。再将温敏性单体N-异丙基丙烯酰胺与丙烯酸正丁铵盐进行共聚，制备了同时含有温敏性基团与正丁铵盐的共聚物。在将共聚物与包覆了葫芦[7]脲的CdS分子相互作用，利用正丁铵盐与葫芦[7]脲的相互作用将共聚物包覆到CdS颗粒表面。由于共聚物中的N-异丙基丙烯酰胺单元具有温敏性，当温度升高时，CdS颗粒的外层薄膜会变得致密而不透明，会将外界激发光线屏蔽，因此，升温后，CdS颗粒的荧光强度会有所下降。加入金刚烷铵盐酸盐，CdS颗粒上的聚合物薄膜被剥离，CdS的荧光强度重新恢复到对温度不敏感。

发明详述

本发明首先通过酸碱中和的方式制备丙烯酸正丁铵盐，通过自由基聚合的方式将其与温敏性单体N-异丙基丙烯酰胺共聚，得到一种温敏性共聚物。同时利用超声波将葫芦[7]脲与CdS分散在水中。通过葫芦[7]脲的与正丁铵盐的相互作用，将共聚物与CdS颗粒通过超分子作用力结合成一体，从而形成被温敏性聚合物所包覆的CdS颗粒。该颗粒的荧光性随温度的升高而显著变化。而加入金刚烷铵盐酸盐后，CdS温敏性消失。因此可以通过加入金刚烷铵盐酸盐调控CdS颗粒的温敏性。

本发明的技术方案如下：

一种可调控型温敏性荧光颗粒的制备方法，步骤如下：

(1)在冰水浴中，按体积比为1：(0.7～0.9)将丙烯酸滴加到正丁胺中，保持冰水浴反应3～5h，旋转蒸馏，得浓缩液，向浓缩液中加入丙酮至没有沉淀产生，于-15～-25℃冷冻4～8h，过滤取固体，得丙烯酸正丁铵盐；

(2)按摩尔比为(90～98)：(2～10)将N-异丙基丙烯酰胺与丙烯酸正丁铵盐溶于溶解量的水中，搅拌条件下通氮气除氧30～60min，加入丙烯酸正丁铵盐摩尔量5～8％的过硫酸铵，于60～75℃共聚反应6～10h，加入丙酮至没有沉淀产生，过滤取固体，得温敏性共聚物；