[发明专利]一种有机聚合物/二氧化硅复合纳米膜及其制备方法

说明书

本发明属于有机/无机复合纳米膜及荧光膜材料技术领域，公开了一种具有荧光的有机聚合物/二氧化硅复合纳米膜及其制备方法，有机聚合物/二氧化硅复合纳米膜，二氧化硅与有机聚合物的质量为(0.005‑0.5):1。浓度为0.005mg/mL的复合纳米膜水溶液，在240‑400nm波长激发下，其发射峰位于437±4nm，相对量子产率为74‑81％。本发明还公开了有机聚合物/二氧化硅复合纳米膜的制备方法和用途。本发明利用溶胶‑凝胶法结合冷冻干燥处理，方便地获得了有机聚合物/二氧化硅复合纳米膜。本发明所获得有机聚合物/二氧化硅复合纳米膜，具有生物相容性，可用于生物组织的培养液，并可作为荧光指示剂，用于生物组织荧光显微成像。

技术领域

本发明涉及一种具有荧光的有机聚合物/二氧化硅复合纳米膜及其制备方法，属于有机/无机复合纳米膜及荧光膜材料技术领域。

背景技术

具有生物相容性的碳基荧光材料在传感、细胞成像及癌症诊断与治疗领域有着重要的应用(Sensors and Actuators B:Chemical,242(2017)1210-1215；ACS appliedmaterialsinterfaces,7(2015)23231-23238；ACS nano,9(2015)11455-11461.)。在实际应用过程中，荧光材料的浓度应尽可能越低越好；这要求荧光材料在较低浓度下具有尽可能高的荧光强度和量子产率。然而，多数碳基荧光材料的相对量子产率不超过50％(ACSapplied materialsinterfaces,7(2015)23231-23238；ACS nano,9(2015)11455-11461.)，这在一定程度上限制了它们的应用。

为了提高碳基荧光材料的荧光量子产率，文献中主要由两种方法：一种是掺杂外来元素(Scientific reports,4(2014)5294)，另一种是表面钝化法(Chemicalcommunications,47(2011)10650-10652；J.Am.Chem.Soc.,128(2006)7756-7757)。

二维荧光材料在光电子器件、功能性油墨及生物传感器等领域有着广泛的应用(Chem.Soc.Rev.,47(2018)3265-3300)。然而，具有生物相容性的碳基二维荧光材料，文献中鲜有报道。因此，如何获得在较低浓度下具有较高荧光强度和量子产率的碳基二维荧光材料，依然是一项富有挑战性的课题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种相对量子产率高于70％的有机聚合物/二氧化硅复合纳米膜及其制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种有机聚合物/二氧化硅复合纳米膜，其特征在于：二氧化硅与有机聚合物的质量为(0.005-0.5):1。浓度为0.005mg/mL的复合纳米膜水溶液，在240-400nm波长激发下，其发射峰位于437±4nm，相对量子产率为74-81％。

所述有机聚合物为柠檬酸与半胱氨酸混合研磨后于160℃加热炉中热处理1h所形成的聚合物。将有机聚合物粉体在超声辅助下溶解于水，有机聚合物分子在水溶液中能够自组装形成有机聚合物纳米膜，所获得的水溶液称为有机聚合物纳米膜水溶液。

一种有机聚合物/二氧化硅复合纳米膜的制备方法，包括步骤如下：

1)获得具有荧光特性的有机聚合物粉体；

2)将步骤1)中所述有机聚合物粉体在超声辅助下溶解于蒸馏水中，获得具有荧光特性的有机聚合物纳米膜水溶液A；

3)往步骤2)所得A溶液中加入有机硅的乙醇溶液；室温下搅拌反应4-12h，得混合液B；

4)将步骤3)所得混合液B冷冻干燥，获得具有荧光特性的有机聚合物/二氧化硅复合纳米膜粉体。

优选的，步骤1)所述的有机聚合物粉体的制备，包括下列步骤：