CN109999735A - 稀土核苷白光水凝胶及制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了稀土核苷白光水凝胶及制备方法和应用，制备方法为：(1)配制可溶性稀土硝酸盐水溶液，核苷水溶液，以及荧光染料水溶液；(2)将可溶性稀土硝酸盐水溶液、核苷水溶液和荧光染料水溶液混合均匀，调节pH值为7‑9，加热反应，降至室温，静置，得到稀土核苷白光水凝胶。本发明所用的原料成本低，操作简单，可重复性良好，本发明得到的稀土核苷白光水凝胶具有稳定的白光，对外界的多种刺激(温度、pH、离子和生物小分子)具有响应，可被用于温度、pH、离子和生物小分子等传感器的装配，可被细胞培养，组织工程及装配照明显示材料。

Description

稀土核苷白光水凝胶及制备方法和应用
技术领域
本发明属于荧光水凝胶领域，具体涉及一种稀土核苷白光水凝胶及制备方法和在荧光传感器中的应用。
背景技术
荧光水凝胶尤其是具有白光发射的水凝胶因其独特的光学性能，物理化学特性以及易加工等优点被广泛的应用到组织工程，荧光生物检测以及生物传感等多种领域。稀土荧光水凝胶具有长的荧光寿命，高的量子产率，卓越的光稳定性等优良的光物理学性能，是光学器件和光转换材料发展的潜在候选者。同时，水凝胶是一种具有固体可塑性，液体流动性的软材料，将稀土的荧光与水凝胶结合起来赋予了稀土荧光材料易加工及良好的生物应用特性。然而，在稀土荧光水凝胶体系中，由于受到非辐射衰减等因素的影响，限制了稀土复合白光水凝胶的发展。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种稀土核苷白光水凝胶。
本发明的第二个目的是提供一种步骤简单，可重复性好，具有多刺激响应的稀土核苷白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白光水凝胶在温度传感器中的应用。
本发明的第四个目的是提供一种稀土核苷白光水凝胶在pH传感器中的应用。
本发明的第五个目的是提供一种稀土核苷白光水凝胶在阴阳离子传感器中的应用。
本发明的第六个目的是提供一种稀土核苷白光水凝胶在生物分子传感器中的应用。
本发明的技术方案概述如下：
稀土核苷白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，质量浓度为2％-10％的核苷水溶液，以及质量浓度为1％-5％的荧光染料水溶液；
(2)按体积，将1份可溶性稀土硝酸盐水溶液、4份核苷水溶液和1份荧光染料水溶液混合均匀，调节pH值为7-9，加热至70-90℃，反应10-20min，降至室温，静置10-30min，得到稀土核苷白光水凝胶。
可溶性稀土硝酸盐为Eu(NO3)3·6H2O和Tb(NO3)3·6H2O中至少一种。
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。
荧光染料为罗丹明B和伞花内酯中的至少一种。
上述方法制备的稀土核苷白光水凝胶。
上述稀土核苷白光水凝胶在温度传感器中的应用。
上述稀土核苷白光水凝胶在pH传感器中的应用。
上述稀土核苷白光水凝胶在阴阳离子传感器中的应用。
上述稀土核苷白光水凝胶在生物分子传感器中的应用。
本发明的优点：
本发明所用的原料成本低，操作简单，可重复性良好，本发明得到的稀土核苷白光水凝胶具有稳定的白光，对外界的多种刺激(温度、pH、离子和生物小分子)具有响应，可被用于温度、pH、离子和生物小分子等传感器的装配，可被细胞培养，组织工程及装配照明显示材料。
附图说明
图1是实施例1制备的稀土核苷白光水凝胶在日光灯的照射下的照片。
图2是实施例1制备的稀土核苷白光水凝胶在紫外灯照射下的照片。
图3是实施例1制备的稀土核苷白光水凝胶荧光发射光谱图。
图4是应用实施例1和应用实施例2的稀土核苷白光水凝胶作为温度传感器对温度响应的照片。
图5是应用实施例3和应用实施例4的稀土核苷白光水凝胶作为pH传感器对酸碱响应的照片，和白光水凝胶在酸性及碱性条件下的CIE色度坐标。
图6是应用实施例5的稀土核苷白光水凝胶作为离子传感器对氟离子响应的照片，和白光水凝胶在氟离子刺激下的CIE色度坐标。
具体实施方式
配制质量浓度为2％的Eu(NO3)3·6H2O水溶液的方法是取2克的Eu(NO3)3·6H2O加水至100克。
其它的可溶性稀土硝酸盐水溶液也参照上述方法配制。
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。
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
稀土核苷白光水凝胶的制备方法，包括如下步骤：
(1)配制质量浓度为2％的Tb(NO3)3·6H2O水溶液，质量浓度为2％的脱氧鸟苷水溶液，以及质量浓度为1％的荧光染料水溶液，荧光染料为质量比1:1的罗丹明B和伞花内酯；
(2)将步骤(1)制备的1mL Tb(NO3)3·6H2O水溶液、4mL脱氧鸟苷水溶液和1mL荧光染料水溶液混合均匀，用稀氨水调节pH值为7，加热至70℃，反应20min，降至室温，静置30min，得到稀土核苷白光水凝胶。见图1，图2和图3。
由图1可知，本实施例获得的稀土核苷白光水凝胶在日光灯下为粉红色。
由图2可知，本实施例获得的稀土核苷白光水凝胶具有白色荧光。
由图3可知，本实施例获得的稀土核苷白光水凝胶的荧光发射光谱，表明其光物理学性能良好，进一步增加了稀土核苷白光水凝胶的实际应用价值。
实施例2
稀土核苷白光水凝胶的制备方法，包括如下步骤：
(1)配制质量浓度为3％的可溶性稀土硝酸盐水溶液，质量浓度为3％的腺苷水溶液，以及质量浓度为2％的伞花内酯水溶液；可溶性稀土硝酸盐为质量比1：1的Eu(NO3)3·6H2O和Tb(NO3)3·6H2O
(2)将步骤(1)制备的1mL可溶性稀土硝酸盐水溶液、4mL腺苷水溶液和1mL伞花内酯水溶液混合均匀，用稀氨水调节pH值为8，加热至80℃，反应15min，降至室温，静置20min，得到稀土核苷白光水凝胶。
本实施例获得的稀土核苷白光水凝胶在日光灯下为乳白色胶体。
本实施例获得的稀土核苷白光水凝胶具有白色荧光。表明其光物理学性能良好，进一步增加了稀土核苷白光水凝胶的实际应用价值。
实施例3
稀土核苷白光水凝胶的制备方法，包括如下步骤：
(1)配制质量浓度为10％的可溶性稀土硝酸盐水溶液，质量浓度为10％的脱氧胸苷水溶液，以及质量浓度为5％的伞花内酯水溶液；可溶性稀土硝酸盐为质量比1：1的Eu(NO3)3·6H2O和Tb(NO3)3·6H2O
(2)将步骤(1)制备的1mL可溶性稀土硝酸盐水溶液,4mL脱氧胸苷水溶液和1mL伞花内酯水溶液混合均匀，用稀氨水调节pH值为9，加热至90℃，反应10min，降至室温，静置10min，得到稀土核苷白光水凝胶。
本实施例获得的稀土核苷白光水凝胶在日光灯下为粉红色。
本实施例获得的稀土核苷白光水凝胶具有白色荧光。表明其光物理学性能良好，进一步增加了稀土核苷白光水凝胶的实际应用价值。
实施例4
稀土核苷白光水凝胶的制备方法，包括如下步骤：
用脱氧胞苷替代实施例1的脱氧鸟苷，其它同实施例1，得到稀土核苷白光水凝胶。
本实施例获得的稀土核苷白光水凝胶在日光灯下为粉红色。
实施例5
稀土核苷白光水凝胶的制备方法，包括如下步骤：
用鸟苷替代实施例1的脱氧鸟苷，其它同实施例1，得到的稀土核苷白光水凝胶。
本实施例获得的稀土核苷白光水凝胶在日光灯下为粉红色。
实施例6
稀土核苷白光水凝胶的制备方法，包括如下步骤：
用尿苷替代实施例2的腺苷，其它同实施例2，得到的稀土核苷白光水凝胶。
本实施例获得的稀土核苷白光水凝胶在日光灯下为乳白色胶体。
实施例7
稀土核苷白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2的腺苷，其它同实施例2，得到的稀土核苷白光水凝胶。
本实施例获得的稀土核苷白光水凝胶在日光灯下为乳白色胶体。
实施例8
稀土核苷白光水凝胶的制备方法，包括如下步骤：
用胞苷替代实施例3的脱氧胸苷，其它同实施例3，得到的稀土核苷白光水凝胶。
本实施例获得的稀土核苷白光水凝胶在日光灯下为粉红色。
应用实施例1
实施例1制备的稀土核苷白光水凝胶，放置在-20℃条件下，水凝胶的荧光颜色由白色变为粉红色，如图4。说明稀土核苷白光水凝胶对低温具有荧光响应，利用其对外界低温刺激具有响应的性能，将水凝胶用于低温荧光传感器的装配。
应用实施例2
实施例1制备的稀土核苷白光水凝胶，放置在80℃条件下，水凝胶的荧光颜色由白色变为蓝色，如图4。说明稀土核苷白光水凝胶对高温具有荧光响应，利用其对外界高温刺激具有响应的性能，将水凝胶用于高温荧光传感器的装配。
应用实施例3
实施例1制备的稀土核苷白光水凝胶，在水凝胶表面滴加0.1M盐酸，水凝胶的荧光颜色由白色变为蓝色，如图5。说明稀土核苷白光水凝胶对酸具有荧光响应，利用其对酸的刺激具有响应的性能，将水凝胶用于酸度荧光传感器的装配。
应用实施例4
实施例1制备的稀土核苷白光水凝胶，在水凝胶表面滴加0.1M氨水，水凝胶的荧光颜色由白色变为浅蓝色，如图5。说明稀土核苷白光水凝胶对碱具有荧光响应，利用其对碱的刺激具有响应的性能，将水凝胶用于碱性荧光传感器的装配。
应用实施例5
实施例1制备的稀土核苷白光水凝胶，在水凝胶表面滴加0.1M氟离子水溶液(氟化钠)，水凝胶的荧光颜色由白色变为蓝色，如图6。说明稀土核苷白光水凝胶对氟离子具有荧光响应，利用其对氟离子的刺激具有响应的性能，将水凝胶用于氟离子荧光传感器的装配。
应用实施例6
实施例1制备的稀土核苷白光水凝胶，在水凝胶表面滴加0.01M多巴胺盐酸盐水溶液，水凝胶的荧光颜色由白色变为蓝色。说明稀土核苷白光水凝胶对多巴胺分子具有荧光响应，利用其对多巴胺分子的刺激具有响应的性能，将水凝胶用于生物小分子荧光传感器的装配。
实验证明，实施例2、3、4、5、6、7、8制备的稀土核苷白光水凝胶分别对外界低温刺激具有响应的性能、对外界高温刺激具有响应的性能、对酸的刺激具有响应的性能、对碱的刺激具有响应的性能、对氟离子的刺激具有响应的性能、对多巴胺分子的刺激具有响应的性能。

Claims (9)

1.稀土核苷白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，质量浓度为2％-10％的核苷水溶液，以及质量浓度为1％-5％的荧光染料水溶液；
(2)按体积，将1份可溶性稀土硝酸盐水溶液、4份核苷水溶液和1份荧光染料水溶液混合均匀，调节pH值为7-9，加热至70-90℃，反应10-20min，降至室温，静置10-30min，得到稀土核苷白光水凝胶。
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和Tb(NO3)3·6H2O中至少一种。
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.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述荧光染料为罗丹明B和伞花内酯中的至少一种。
5.权利要求1-4之一的方法制备的稀土核苷白光水凝胶。
6.权利要求5的稀土核苷白光水凝胶在温度传感器中的应用。
7.权利要求5的稀土核苷白光水凝胶在pH传感器中的应用。
8.权利要求5的稀土核苷白光水凝胶在阴阳离子传感器中的应用。
9.权利要求5的稀土核苷白光水凝胶在生物分子传感器中的应用。
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