分散聚合法制备聚丙烯酰胺共聚荧光微球_刘清浩

微球的形貌, 并测定了表面氨基的含量。
美国 Varian 公司; EC214 电导率仪: 意大利 HANNA 公 司。 1. 2 烯丙基尼罗红的合成
合成实验参见文献[ 7, 8] 。 1. 2. 1 5- ( 二乙氨基)- 2- 亚硝基苯酚的合成: 合成原理 见 Fig. 1。
Fig. 1 Synthesis of 5-( Di ethylamino) 2-Ni trosophenol
Fig. 5 UV-Vis Spectra of Allyl Nile Red in Different Solvents and Nile Red in Ethanol 1: denot es Kab of nile red is 548 nm in EtOH; 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9: denot e Kab of allyl nil e red are 550 nm in EtOH, 510 nm in n-hexane, 540 nm in CCl3, 548 nm in TOL, 526 nm in THF, 520 nm in CCl4, 530 nm in acetone, 514 nm in ethyl ether, respect ively
1. 2. 2 9- ( 二乙氨基)- 2- 羟基- 5H- 苯并[ a] 口恶嗪- 5- 酮的 合成: 合成原理见 Fig. 2。
1 实验部分 1. 1 原料和仪器
丙烯酰胺( AM) 、偶氮二异丁腈( AIBN, 无水乙醇重 结晶) 、聚乙烯吡咯烷酮( PVP- K30) 、浓盐酸( 36% ) 、无 水乙醇( EtOH) 。
烧杯中, 加入 30 mL 去离子水超声分散。在恒温、电磁 搅拌下, 加入 01005 mol / L 的盐酸 115 mL, 测定电导 率值。然 后用 010075 mol/ L 的 NaOH 水 溶液进 行滴 定, 每滴加 100 LL 记录一次溶液的电导率值, 重复测 定 3 次, 取平均值作图, 通过拐点计算氨基含量。
Fig. 6 The Emission Spectra of Allyl Nile Red i n Different Solvents and Nile Red in Ethanol 1: denot es Kem of nile red is 628 nm in EtOH; 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9: denot e Kem of allyl nil e red are 635 nm in EtOH, 588 nm in n- hexane, 603 nm in CCl3, 595 nm in Tol , 608 nm in THF, 586 nm in CCl4, 613 nm in acetone, 594 nm in ethyl ether, respective ly
在上述制备聚丙烯酰胺空白微球的条件下, 反应 初始就加入烯丙 基尼罗红 ( m ( AM) Bm ( 烯丙基尼罗红) = 200B1) 进行 反应, 得共 聚荧光微球。用无水乙醇充分洗涤微球并离心分离, 直至洗涤液中不再检测出荧光为止, 50 e 真空干燥后 得到聚丙烯酰胺共聚荧光微球。制备聚丙烯酰胺共聚 荧光微球的反应式见Fig. 4。
1. 2. 3 烯丙基尼罗红的合成: 合成原理见 Fig. 3。 1H-NMR ( 500 MHz, DMSO- d6) : D1. 23 ( t, J= 815
Hz, 6H) , 3146 ( q, J= 710 Hz, 4H) , 4174 ( d, J= 515
收稿日期: 2012-10-15 基金项目: 河南省创新型科技人才队伍建设工程资助( 104200510015) 通讯联系人: 刘清浩, 主要从事新型荧光功能材料的合成、性能和生物应用研究,
可以制备出荧光强度分布均匀的荧光微球, 且微球中 的荧光染料能够稳定存在, 在鉴别生物样品时不会造 成样品污染。以丙烯酰胺为主要单体制备的功能性聚
合物微球具有亲水性强、非特异吸附、易于表面功能化 和生物相容性好等优点, 已被广泛应用于高效催化、生 物工程等生物医学领域[ 5, 6] 。本文以烯丙基尼罗红为 荧光染料、丙烯酰胺为单体, 采用分散聚合法制备了聚 丙烯酰胺共聚荧光微球。研究了聚丙烯酰胺共聚荧光
Fig. 8 SEM Images of Polyacrylamide Microsphere( A) and Polyacrylamide Copolymerization Fl uorescent Mi crosphere ( B) , Light Image of Pol yacrylamide Copolymerization Fluorescent Microsphere ( C)
关键词: 分散聚合; 聚丙烯酰胺; 共聚荧光微球; 氨基
中图分类号:TQ326. 4
文献标识码: A
文章编号: 1000- 7555( 2013) 07- 0030- 04
荧光微球具有稳定的形态结构及高效的发光效 率, 受外界条件如溶剂、热、电等的影响比纯粹的荧光 化合物小, 在生物医学领域有着重要的应用[ 1~ 3] , 其中 粒径 1 Lm~ 10 Lm 的荧光微球应用更广泛。荧光染料 一般可以通过以下几种方法负载到粒子上[ 4] : 吸附法、 自组装法、包埋法、化学键合法、共聚法。其中共聚法
第 29 卷第 7 期 2013 年 7 月
高E AND ENGINEERING
Vol. 29, No. 7 Jul. 2013
分散聚合法制备聚丙烯酰胺共聚荧光微球
刘清浩1, 郭金春1, 2, 孟 越1, 王俊美2, 刘红彦2
( 1. 中北大学化工与环境学院 , 山西 太原 030051; 2. 河南省农业科学院植物保护研究所, 河南 郑州 450002)
采用紫外- 可见吸收光谱标准曲线法测定聚丙烯 酰胺共聚荧光微球中烯丙基尼罗红的含量。在反应的 开始加入定量的烯丙基尼罗红, 反应结束后, 过滤反应 液得到微球, 并将微球放在乙醇中渗析。然后使用相 应的溶剂将滤液和渗析液稀释, 以烯丙基尼罗红为标 准物, 用紫外- 可见吸收光谱标准曲线法测定滤液和渗 析液中烯丙基尼罗红的含量, 从而得到荧光微球中烯 丙基尼罗红的质量分数为 81167 @ 10- 3% 。
Fig. 8 A 是聚丙烯酰胺空白微球的 SEM 图, 可以 看出, 制备的空白微球具有良好的球形度且单分散性 好, 粒径为 1 Lm 左右, 这为制备聚丙烯酰胺共聚荧光 微球奠定了基础。Fig18 B 是聚丙烯酰胺共聚荧光微 球的 SEM 图, 可以看出, 共聚荧光微球和空白微球具 有基本相同的粒径和分散性, 表明本研究中加入的烯 丙基尼罗红适量, 从而保证了粒径的均一性。当烯丙 基 尼 罗 红 用 量 加 大 ( m( St) Bm ( 烯丙基尼罗红) = 100B1) 时, 如Fig. 8C聚丙烯酰胺共聚荧光 微球的光学 显微镜图所示, 单分散性被破坏, 出现较大的颗粒。主 要原因可能是烯丙基尼罗红分子较大, 在共聚过程中 存在一定程度的空间位阻, 具有自阻聚作用; 加入烯丙 基尼罗红量多时, 破坏了原本空白微球稳定的聚合条 件, 从 而 加大 了 粒径 分布, 不易 形 成粒 径 均 一的 微 球[ 8] 。同时表明, 尽管烯丙基尼罗红参与共聚反应的 用量少, 但它的确和丙烯酰胺发生了共聚反应。
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高分子材料科学与工程
2013 年
记和感知生物分子环境敏感的荧光探针, 当把烯丙基 尼罗红溶解在不同极性的有机溶剂中, 它具有不同的 紫外和荧光光谱。
Fig. 7 The Emission Spectra of Al lyl Nile Red i n Ethanol and Pol yacrylami de Copolymerization Fluoresent Microspheres Dispersed in Ethanol ( 3%) 1: denotes allyl nile red; 2: denotes polyacrylamide copolymerization fluorescent microspheres) . Kex= 550 nm
Fig. 7 是烯丙基尼罗红和聚丙烯酰胺共聚荧光微 球在乙醇中的荧光光谱图。从图中可以看出, 聚丙烯 酰胺共聚荧光微球分散在乙醇中的荧光光谱相对于烯 丙基尼罗红发生了蓝移。与 Haugland 等人[ 9] 描述的一 样, 当尼罗红染料被包埋或键合在微球中, 它的荧光光 谱会发生变化。 2. 2 形貌表征
Fig. 4 Synthesi s of Polyacrylami de Copolymerization Fluoresent Mi crosphere
1. 4 共聚荧光微球表面氨基含量的测定 将 0. 05 g 聚丙烯酰胺共聚荧光微球置于 100 mL
2 结果与讨论 2. 1 光谱性能表征
Fig. 5 和 Fig. 6 分 别为烯丙基尼罗红 在不同溶剂 和其母体 ( 尼罗红) 在乙醇 中的紫外光谱和荧光光谱 图, 图中分别标示了染料在不同溶剂中的最大吸收波 长和发射波长, 并将 Fig15 所示的最大吸收波长确定 为 Fig16 在相应溶剂中测荧光时的激发波长。在引入 烯丙基后, 和母体染料相比, 烯丙基尼罗红在乙醇中的 紫外和荧光光谱都发生了红移。尼罗红这类染料是标
摘要 : 以烯丙基尼罗红为荧光染料, 采用分散聚合法制备 了聚丙烯 酰胺共 聚荧光 微球。紫外- 可 见和荧 光分光 光度计 测 试表明, 将烯丙基尼罗红溶解在不同极性的有机 溶剂或包埋在微球中, 会具有不同的 紫外- 吸收和荧 光光谱; 环境扫描 电 子显微镜和荧光显微镜观察表明, 产物微球具有 良好的单分散性, 荧光性能好且稳定; 紫外- 可见 吸收光谱 标准曲线法 测 定微球中烯丙基尼罗红的质量分数为 81167 @ 10- 3 ; 红外光谱实 验证明制得 了聚丙 烯酰胺 微球和 表面氨 基的存 在; 电 导 率测定表明, 微球表面氨基的含量较高, 约为 60 Lmol/ g。