CN108525616A - 稀土核苷荧光水凝胶及制备方法和在荧光编码中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了稀土核苷荧光水凝胶及制备方法和在荧光编码中的应用，其制备方法为：(1)配制可溶性稀土硝酸盐水溶液和核苷水溶液；(2)将可溶性稀土硝酸盐水溶液和核苷水溶液混合均匀，调节pH值为7‑9，升温至55‑95℃，静置反应10‑20min，降温至室温，静置1‑4h，得到具有不同荧光颜色的稀土核苷荧光水凝胶。本发明原料环保，安全，操作简便，成本低，可重复性良好，本发明的稀土核苷荧光水凝胶既保持了稀土离子的特征发射荧光，同时兼具了生物小分子核苷良好的生物兼容性，生物降解性和无毒性等特点。得到的荧光水凝胶通过调控可得到多种荧光颜色，可被用作荧光编码材料，可被用于荧光生物检测，细胞培养，组织工程。

Description

稀土核苷荧光水凝胶及制备方法和在荧光编码中的应用
技术领域
本发明属于荧光水凝胶领域，本发明具体涉及一种荧光水凝胶及制备方法和在荧光编码中的应用。
背景技术
荧光水凝胶被广泛的应用的荧光生物检测，细胞培养以及组织工程等多种领域。稀土荧光水凝胶既具有稀土优良的光物理学性能，如：量子产率高、荧光寿命长、发射带窄、Stokes位移大等优点；又具有水凝胶材料无与伦比的生物应用特性，近年来，被研究者广泛的关注。然而，在稀土荧光水凝胶装配的过程中，由于水溶液中的水分子与配体分子存在着竞争配位的作用，会使得稀土离子的荧光发生猝灭，这极大的影响了稀土荧光水凝胶的制备和应用。
此外，虽然稀土离子具有优良的光学性能，但是用稀土离子与生物小分子装配的稀土配合物仍旧存在光、热稳定性差以及对溶剂具有选择性等巨大缺陷，这严重限制了稀土小分子配合物的实际应用。核苷作为核酸的主要组分，具有非常好的生物相容性，它的六元环也提供了很好的配位点，有利于稀土与其进行配位，而多羟基的五元糖环的存在为进一步进行超分子自组装形成水凝胶提供了可能。
目前基于稀土的荧光编码材料大多数都集中在稀土上转换材料中，而通过调控将核苷稀土配合物引入到具有荧光编码功能的荧光水凝胶中仍旧是一种挑战。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种稀土核苷荧光水凝胶。
本发明的第二个目的是提供一种步骤简单，可重复性好，可用于注射的稀土核苷荧光水凝胶的制备方法。
本发明的第三个目的是提供一种稀土核苷荧光水凝胶在荧光编码中的应用。
本发明的技术方案概述如下：
稀土核苷荧光水凝胶的制备方法，包括如下步骤：
(1)配制质量浓度为2％-10％的可溶性稀土硝酸盐水溶液和质量浓度为2-10％的核苷水溶液；
(2)将所述可溶性稀土硝酸盐水溶液和核苷水溶液按体积1：1的比例，混合均匀，调节pH值为7-9，升温至55-95℃，静置反应10-20min，降温至室温，静置1-4h，得到稀土核苷荧光水凝胶。
可溶性稀土硝酸盐优选Eu(NO3)3·6H2O、Tb(NO3)3·6H2O、Dy(NO3)3·6H2O和Sm(NO3)3·6H2O中的至少一种。
核苷为腺苷、鸟苷、胞苷、尿苷、脱氧腺苷、脱氧鸟苷、脱氧胞苷和脱氧胸苷中的至少一种。
方法制备的稀土核苷荧光水凝胶。
稀土核苷荧光水凝胶在荧光编码中的应用。
本发明的优点：
本发明原料环保，安全，操作简便，成本低，可重复性良好，本发明的稀土核苷荧光水凝胶既保持了稀土离子的特征发射荧光，同时兼具了生物小分子核苷良好的生物兼容性，生物降解性和无毒性等特点。得到的荧光水凝胶通过调控可得到多种荧光颜色，可被用作荧光编码材料，可被用于荧光生物检测，细胞培养，组织工程。
附图说明
图1是实施例1的稀土核苷荧光水凝胶照片。
图2是实施例1的稀土核苷荧光水凝胶荧光光谱图。
图3是实施例2的稀土核苷荧光水凝胶照片。
图4是实施例2的稀土核苷荧光水凝胶荧光光谱图。
图5是稀土核苷荧光水凝胶注入到聚乙烯软管中构筑的荧光二维码实物图。
具体实施方式
本发明所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
几种可溶性稀土硝酸盐的制备，仅是举例，不作限定。
Tb(NO3)3·6H2O的制备，包括如下步骤：按照氧化铽中铽元素与浓硝酸中氮元素的摩尔比为1:8的比例，称取Tb2O3于烧杯中，加入浓硝酸使其完全溶解，待加热搅拌蒸去多余的水和硝酸后停止，待其冷却、结晶，得Tb(NO3)3·6H2O。
Eu(NO3)3·6H2O的制备，包括如下步骤：按照氧化铕中铕元素与浓硝酸中氮元素的摩尔比为1:8的比例，称取Eu2O3于烧杯中，加入浓硝酸使其完全溶解，待加热搅拌蒸去多余的水和硝酸后停止，待其冷却、结晶，得Eu(NO3)3·6H2O。
Dy(NO3)3·6H2O的制备，包括如下步骤：按照氧化镝中镝元素与浓硝酸中氮元素的摩尔比为1:8的比例，称取Dy2O3于烧杯中，加入浓硝酸使其完全溶解，待加热搅拌蒸去多余的水和硝酸后停止，待其冷却、结晶，得Dy(NO3)3·6H2O。
Sm(NO3)3·6H2O的制备，包括如下步骤：按照氧化钐中钐元素与浓硝酸中氮元素的摩尔比为1:8的比例，称取Sm2O3于烧杯中，加入浓硝酸使其完全溶解，待加热搅拌蒸去多余的水和硝酸后停止，待其冷却、结晶，得Sm(NO3)3·6H2O。
下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
稀土核苷荧光水凝胶的制备方法，包括如下步骤：
(1)用Tb(NO3)3·6H2O配制质量浓度为2％的Tb(NO3)3水溶液，配制质量浓度为2％的脱氧胸苷水溶液；
(2)将Tb(NO3)3水溶液和脱氧胸苷水溶液按体积1：1的比例，混合均匀，用稀氨水调节pH值为8，升温至65℃，静置反应15min，降温至室温，静置2h，得到稀土核苷荧光水凝胶。见图1和图2。
由图1可知，本实施例获得的稀土核苷荧光水凝胶在日光灯下透明清澈。
由图2可知，本实施例获得的稀土核苷荧光水凝胶在紫外光照射下发出绿色荧光，表明其光物理学性能良好，进一步增加了稀土核苷荧光水凝胶的实际应用价值。
实施例2
稀土核苷荧光水凝胶的制备方法，包括如下步骤：
(1)用Eu(NO3)3·6H2O配制质量浓度为3％的Eu(NO3)3水溶液，配制质量浓度为3％的脱氧胸苷水溶液；
(2)将Eu(NO3)3水溶液和脱氧胸苷水溶液按体积1：1的比例，混合均匀，用稀氨水调节pH值为7，升温至55℃，静置反应20min，降温至室温，静置4h，得到稀土核苷荧光水凝胶。见图3和图4。
由图3可知，本实施例获得的稀土核苷荧光水凝胶在日光灯下透明清澈。
由图4可知，本实施例获得的稀土核苷荧光水凝胶在紫外光照射下发出红色荧光，表明其光物理学性能良好，进一步增加了稀土核苷荧光水凝胶的实际应用价值。
实施例3
稀土核苷荧光水凝胶的制备方法，包括如下步骤：
用脱氧鸟苷替代实施例1的脱氧胸苷，其它同实施例1，得到的稀土核苷荧光水凝胶在紫外光照射下发出绿色荧光。
实施例4
稀土核苷荧光水凝胶的制备方法，包括如下步骤：
(1)用Dy(NO3)3·6H2O配制质量浓度为10％的Dy(NO3)3水溶液，配制质量浓度为10％的腺苷水溶液；
(2)将Dy(NO3)3水溶液和腺苷水溶液按体积1：1的比例，混合均匀，用稀氨水调节pH值为9，升温至75℃，静置反应10min，降温至室温，静置1h，得到稀土核苷荧光水凝胶。
本实施例获得的稀土核苷荧光水凝胶在日光灯下透明清澈。
本实施例获得的稀土核苷荧光水凝胶在紫外光照射下发出橙黄色荧光，表明其光物理学性能良好，进一步增加了稀土核苷荧光水凝胶的实际应用价值。
实施例5
稀土核苷荧光水凝胶的制备方法，包括如下步骤：
(1)用Sm(NO3)3·6H2O配制质量浓度为2％的Sm(NO3)3水溶液，配制质量浓度为2％的尿苷水溶液；
(2)将Sm(NO3)3水溶液和尿苷水溶液按体积1：1的比例，混合均匀，用稀氨水调节pH值为8，升温至85℃，静置反应15min，降温至室温，静置2h，得到稀土核苷荧光水凝胶。
本实施例获得的稀土核苷荧光水凝胶在日光灯下透明清澈。
本实施例获得的稀土核苷荧光水凝胶在紫外光照射下发出橙色荧光，表明其光物理学性能良好，进一步增加了稀土核苷荧光水凝胶的实际应用价值。
实施例6
稀土核苷荧光水凝胶的制备方法，包括如下步骤：
(1)用Tb(NO3)3·6H2O配制质量浓度为2％的Tb(NO3)3水溶液，配制质量浓度为2％的鸟苷水溶液，配制质量浓度为2％的胞苷水溶液；
(2)将Tb(NO3)3水溶液、鸟苷水溶液和胞苷水溶液按体积1：0.5：0.5的比例，混合均匀，用稀氨水调节pH值为8，升温至95℃，静置反应15min，降温至室温，静置2h，得到稀土核苷荧光水凝胶。
本实施例获得的稀土核苷荧光水凝胶在日光灯下透明清澈。
本实施例获得的稀土核苷荧光水凝胶在紫外光照射下发出绿色荧光，表明其光物理学性能良好，进一步增加了稀土核苷荧光水凝胶的实际应用价值。
实施例7
稀土核苷荧光水凝胶的制备方法，包括如下步骤：
用脱氧腺苷替代实施例6的鸟苷、用脱氧胞苷替代实施例6的胞苷，其它同实施例6，得到得到稀土核苷荧光水凝胶。
本实施例获得的稀土核苷荧光水凝胶在日光灯下透明清澈。
本实施例获得的稀土核苷荧光水凝胶在紫外光照射下发出绿色荧光，表明其光物理学性能良好，进一步增加了稀土核苷荧光水凝胶的实际应用价值。
实施例8
稀土核苷荧光水凝胶的制备方法，包括如下步骤：
(1)用Sm(NO3)3·6H2O配制质量浓度为2％的Sm(NO3)3水溶液，用Tb(NO3)3·6H2O配制质量浓度为2％的Tb(NO3)3水溶液，配制质量浓度为2％的鸟苷水溶液，
(2)将Sm(NO3)3水溶液、Tb(NO3)3水溶液和鸟苷水溶液按体积0.5：0.5：1的比例，混合均匀，用稀氨水调节pH值为8，升温至95℃，静置反应15min，降温至室温，静置2h，得到稀土核苷荧光水凝胶。
本实施例获得的稀土核苷荧光水凝胶在日光灯下透明清澈。
本实施例获得的稀土核苷荧光水凝胶在紫外光照射下发出橙红色荧光，表明其光物理学性能良好，进一步增加了稀土核苷荧光水凝胶的实际应用价值。
应用实施例1
采用发明的稀土核苷荧光水凝胶，利用其具有可注射的性能，将不同颜色的稀土核苷荧光水凝胶分别注入到内径为1㎜的聚乙烯软管中，将软管按设计的二维码进行摆放，在白光的照射下，此二维码是白色的，而在紫外灯的照射下，变成了带有颜色的二维码，如附图5。即得到具有多色荧光的荧光二维码。

Claims (5)

1.稀土核苷荧光水凝胶的制备方法，其特征是包括如下步骤：
(1)配制质量浓度为2％-10％的可溶性稀土硝酸盐水溶液和质量浓度为2-10％的核苷水溶液；
(2)将所述可溶性稀土硝酸盐水溶液和核苷水溶液按体积1：1的比例，混合均匀，调节pH值为7-9，升温至55-95℃，静置反应10-20min，降温至室温，静置1-4h，得到稀土核苷荧光水凝胶。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述可溶性稀土硝酸盐为Eu(NO3)3·6H2O、Tb(NO3)3·6H2O、Dy(NO3)3·6H2O和Sm(NO3)3·6H2O中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述核苷为腺苷、鸟苷、胞苷、尿苷、脱氧腺苷、脱氧鸟苷、脱氧胞苷和脱氧胸苷中的至少一种。
4.权利要求1-3之一的方法制备的稀土核苷荧光水凝胶。
5.权利要求4的稀土核苷荧光水凝胶在荧光编码中的应用。
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