聚電解質(zhì)粒子的制備和熒光分析

郭俊蘭 唐建國(guó) 許申鴻 劉瑾 宋鄭興 王晶

摘 要：本文通過(guò)多糖電對(duì)（殼聚糖作為正離子，透明質(zhì)酸鈉作為負(fù)離子）制備了表面帶有不同電荷的聚電解質(zhì)粒子（PCN），在透射電鏡下比較分析了兩種不同粒子的形貌。發(fā)現(xiàn)兩種粒子的尺寸范圍都處于um級(jí)，而且呈現(xiàn)出不同的表面形貌，在此微米粒子上加入稀土絡(luò)合物制成能夠發(fā)光的PCN-熒光粒子。

關(guān)鍵詞：聚電解質(zhì)粒子；稀土絡(luò)合物；熒光

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.10.193

0 前言

現(xiàn)有的研究報(bào)告中有許多在軟質(zhì)材料得基礎(chǔ)上形成的不同尺寸級(jí)別的顆粒的方法，本研究采用的是多糖（殼聚糖，透明質(zhì)酸鈉）在酸性溶劑（醋酸鈉）中帶有不同的表面電荷，通過(guò)正負(fù)電荷之間的電荷作用，在一種離子過(guò)量的情況下與另一種離子反應(yīng)[1]。殼聚糖由自然界廣泛存在的幾丁質(zhì)經(jīng)過(guò)脫乙酰作用得到，其化學(xué)名稱為聚葡萄糖胺（1-4）-2氨基-B-D葡萄糖，這種天然高分子的生物相容性、血液相容性、安全性被各行各業(yè)廣泛關(guān)注，在醫(yī)藥、食品、化工、化妝品、水處理、金屬提取和回收、生化和生物醫(yī)學(xué)工程等研究領(lǐng)域取得了重大進(jìn)展。透明質(zhì)酸鈉呈白色顆粒或粉末，無(wú)臭味，氮含量為2.8%-4.0%，葡糖醛酸含量為37%-51%。在化妝品領(lǐng)域中使用比較多，有保濕作用。本實(shí)驗(yàn)在自組裝的基礎(chǔ)上，通過(guò)調(diào)節(jié)pH使得物質(zhì)在一定條件下，通過(guò)pH誘導(dǎo)膠束化[2]，形成一定形貌的顆粒。然后在該顆粒的基礎(chǔ)上，加入具有熒光性質(zhì)的稀土絡(luò)合物（Eu3+-tta-phen），通過(guò)配位作用形成兼具熒光性質(zhì)和生物相容性的顆粒。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑和儀器

所用化學(xué)試劑均為分析純，殼聚糖（chitosan），透明質(zhì)酸鈉（hyaluronan），乙醇，冰醋酸，醋酸鈉，鹽酸，稀氨水，氧化銪（Eu2O3），苯甲酰三氟丙酮（tta），1-10鄰菲羅啉（phen）。

1.2 儀器與表征

集熱式恒溫磁力攪拌器，廣州 RCT basic；真空干燥箱，上海 DFZ-6020； 磁力攪拌器，廣州 RH basic 1；掃描電子顯微鏡（SEM），日本 JEM-1200EX；熒光分光光度計(jì)，美國(guó) Cary Eclipse。

1.3 樣品制備

（1）將殼聚糖，透明質(zhì)酸鈉在pH=5的醋酸鈉緩沖溶液溶解后，分別量取體積比殼聚糖：透明質(zhì)酸鈉=8.5mL：1mL；殼聚糖：透明質(zhì)酸鈉=1.7mL：10mL，將體積含量少的溶液用滴液的方式滴入另一溶液中，在室溫條件下以800rpm/min的轉(zhuǎn)速下攪拌3h，反應(yīng)得到微米顆粒。

（2）將上述得到的粒子加入濃度為0.01mol/L，體積為300ul的EuCl3，tta，phen溶液，在與上述一樣的實(shí)驗(yàn)條件下攪拌得到具有熒光性質(zhì)的粒子。PCN粒子和稀土絡(luò)合物在正負(fù)電荷作用和配位鍵作用下反應(yīng)。

2 結(jié)果與討論

圖1（a）為陽(yáng)離子型PCN的粒子SEM圖，在圖（a）中可看出該粒子的尺寸大概為100um，粒子大小分布比較規(guī)整，形狀較多呈現(xiàn)扁平狀。圖1（b）為陰離子型PCN的粒子SEM圖，該粒子較圖（a）中的粒子較小，而且粒子呈現(xiàn)球狀，比較立體，與陽(yáng)離子型的粒子形貌不大一樣，造成這一現(xiàn)象的原因可能是兩種粒子的表面電荷不同導(dǎo)致的，圖1（a）的粒子表面帶有正電荷，圖1（b）的粒子表面帶有負(fù)電荷，兩種不同表面電荷和溶劑的相互作用使得粒子在電鏡下的形貌不同。

圖2是PCN-Eu-tta-phen的熒光復(fù)合粒子，可看出該樣品的發(fā)射峰的位置在612nm，是該稀土絡(luò)合物的發(fā)射峰的位置[3]，而且該粒子的熒光強(qiáng)度得到了很大提升，證明絡(luò)合成功。成功制備了PCN-Eu-tta-phen的熒光復(fù)合粒子。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)論

通過(guò)殼聚糖和透明質(zhì)酸鈉正負(fù)電荷之間的作用，成功制備出聚電解質(zhì)復(fù)合粒子，通過(guò)SEM電鏡表征了該粒子的形貌，然后通過(guò)Eu離子的空軌道和殼聚糖或透明質(zhì)酸鈉分子上的O元素和N元素配位制備出PCN的熒光復(fù)合粒子。

參考文獻(xiàn)：

[1]康紅梅.殼聚糖基兩性聚電解質(zhì)的合成及水溶液環(huán)境響應(yīng)特性研究[D].湘潭大學(xué)，2006.

[2]劉珍.基于主客體包結(jié)絡(luò)合作用的無(wú)機(jī)納米粒子和/或大分子自組裝的研究[D].復(fù)旦大學(xué)，2008.

[3]Wang H，Li X，F(xiàn)ang F，et al.Luminescence enhancement of europium（III） originating from self-assembled supramolecular hydrogels[J].Dalton Transactions，2010，39（31）：7294.

作者簡(jiǎn)介：郭俊蘭（1993-），女，碩士，研究方向：高分子復(fù)合材料。