包埋有氧敏荧光指示剂的纳米聚合物胶囊及其制备与应用

摘要

本发明提供了一种包埋有氧敏荧光指示剂的纳米聚合物胶囊及其制备方法，以及在制备氧敏荧光膜中的应用；本发明采用RAFT细乳液聚合法将氧敏荧光指示剂包埋到纳米聚合物胶囊中，可精确调控包埋有氧敏荧光指示剂的纳米聚合物胶囊的核壳结构和表面形态，从而实现了氧敏荧光指示剂的有效包埋，解决了氧敏荧光指示剂易泄露的问题，这是溶解氧传感器实现DO准确、快速、实时在线监测的基础；并且，本发明将氟化/无氟的纳米聚合物胶囊与溶胶‑凝胶技术结合，使包埋有氧敏荧光指示剂的纳米聚合物胶囊可均匀分散到溶胶‑凝胶基质中，制备得到高性能的溶胶‑凝胶氧敏荧光膜。

主权项

一种包埋有氧敏荧光指示剂的纳米聚合物胶囊，其特征在于，所述包埋有氧敏荧光指示剂的纳米聚合物胶囊按如下方法制备得到：(1)合成双亲性大分子RAFT试剂：将4,4‑偶氮‑二(4‑氰基戊酸)、十二烷基‑3‑腈基戊酸三硫酯溶于二氧六环中，再加入亲水性单体和亲油性单体混合均匀，在70～90℃条件下聚合反应6～9h，减压蒸除溶剂制得双亲性大分子RAFT试剂；所述的亲水性单体为丙烯酸或甲基丙烯酸；所述的亲油性单体为苯乙烯或甲基丙烯酸甲酯；所述亲水性单体与亲油性单体、4,4‑偶氮‑二(4‑氰基戊酸)、十二烷基‑3‑腈基戊酸三硫酯、二氧六环的质量比为1：0.5～2：0.01～0.1：0.1～0.7：4～16；(2)包埋有氧敏荧光指示剂的纳米聚合物胶囊的制备：将步骤(1)所得双亲性大分子RAFT试剂加去离子水配制成水相；将氧敏荧光指示剂加入核心材料中配制成含氧敏荧光指示剂的混合液；再将含氧敏荧光指示剂的混合液与乙烯基类单体、交联剂、油溶性引发剂混合得到油相；将所得油相加入水相中，混合均匀，经超声粉碎机剪切制得细乳液；所得细乳液在150～180℃条件下进行RAFT活性自由基细乳液聚合反应4～6h，之后冷却至室温，即制得包埋有氧敏荧光指示剂的纳米聚合物胶囊，直接以溶液形式保存；所述水相中，双亲性大分子RAFT试剂的质量分数为0.4％～1.5％；所述含氧敏荧光指示剂的混合液中，氧敏荧光指示剂的质量分数为0.1％～0.8％；所述乙烯基类单体与交联剂、油溶性引发剂、含氧敏荧光指示剂的混合液的质量比为1：0.1～3：0.005～0.08：0.2～2；所述水相与油相的质量比为1：0.1～0.5；所述的交联剂为对二乙烯基苯或二甲基丙烯酸乙二醇酯；所述的油溶性引发剂为偶氮二异丁腈；所述的核心材料为液态直链烷烃，所述的液态直链烷烃为正庚烷、正辛烷、正癸烷、正十六烷或石蜡；所述的氧敏荧光指示剂为钌多吡啶络合物或铂卟啉络合物。