[发明专利]一种基于鸡尾酒式纳米组装体的宽量程荧光纳米温度计及其制备方法

说明书

本发明提供了一种基于鸡尾酒式纳米组装体的宽量程荧光纳米温度计，该温度计以包括至少两种共聚高分子的鸡尾酒式纳米组装体为温敏单元，以量子点为荧光信号源，且不同种类的共聚高分子具有不同的最低相变温度。该宽量程荧光纳米温度计的测试量程拓宽至10‑80℃，远宽于以往PNIPAM荧光化学温度计的量程32‑36℃；检测灵敏度为在2.52‑5.19％/℃之间，远高于ZnCdSe/ZnS‑COOH量子点的灵敏度0.29‑0.96％/℃；该温度计的稳定性好，经过多次高低温循环，其性能维持良好。该温度计有望用于较大温度范围内准确而快捷地测定纳米空间体系的温度变化。此外，本发明还提供了该基于鸡尾酒式纳米组装体的宽量程荧光纳米温度计的制备方法。

技术领域

本发明涉及荧光纳米温度计领域，特别一种基于鸡尾酒式纳米组装体的宽量程荧光纳米温度计及其制备方法。

背景技术

温度作为一个非常重要的参数，在绝大部分的物理、化学、生物过程中都有着极其重要的作用。自1593年伽利略发明了第一个温度计以来，人类根据不同需求设计并制造出多种多样的温度计。常用的温度计(如热耦温度计)由于空间分辨率低等问题，使其不能满足微小体系(如单个细胞)内温度的测定。随着纳米技术的不断发展，纳米温度计已被广泛研究。与传统温度计(如水银温度计和热电偶温度计)相比，荧光化学温度计因具有空间分辨率高、灵敏度高、响应迅速等优点而得到了广泛的关注。

作为一种制备荧光化学温度计的明星物质，聚(N-异丙基丙烯酰胺)已经被成功用于构筑了多种荧光化学温度计。在本发明中，PNIAPM为聚(N-异丙基丙烯酰胺)的简称。根据其响应原理，当温度高于PNIPAM的最低相转变温度(LCST)时，PNIAPM与水之间的氢键被破坏，导致其发生剧烈的收缩，从而使基于PNIAPM的荧光化学温度计在其LCST附近具有较好的温敏响应。然而，由于PNIPAM的温敏形变会在很窄的温度范围内完成，从而使该类荧光化学温度计的量程非常窄(32-36℃)，严重限制了该类型温度计的广泛应用。

因此，拓宽PNIAPM类荧光化学温度计的量程，对进一步扩大其应用具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种基于鸡尾酒式纳米组装体的宽量程荧光纳米温度计，可用于微小体系温度的检测。该温度计以包括至少两种共聚高分子的鸡尾酒式纳米组装体为温敏单元，以量子点为荧光信号源，具有较宽的量程，可准确而快捷地测定纳米空间体系的温度变化。

本发明的另一个目的在于提供上述荧光纳米温度计的制备方法。

为达到本发明的第一个目的，本发明采用了下述技术方案：

本发明提供了一种基于鸡尾酒式纳米组装体的宽量程荧光纳米温度计，该温度计是以鸡尾酒式纳米组装体为温敏单元，以量子点为荧光信号源；所述鸡尾酒式纳米组装体包括至少两种共聚高分子，不同种类的共聚高分子具有不同的最低相变温度。

在本发明中，NIAPM均为N-异丙基丙烯酰胺的简称，PNIAPM均为聚N-异丙基丙烯酰胺的简称，LCST均为最低相变温度的简称。

荧光纳米温度计的量程范围与温敏材料息息相关，其中以温敏材料相变而引起荧光强度改变的荧光温度计，则其量程范围与温敏材料的LCST有关。在本发明中，宽量程荧光纳米温度计是以鸡尾酒式纳米组装体为温敏单元的，且纳米组装体内包含至少两种共聚高分子。不同种类的共聚高分子具有不同的LCST，包含多种共聚高分子的纳米组装体在对应共聚高分子的LCST都会发生相变，因此纳米组装体在更宽的温度范围内具有温敏性能，以量子点为荧光信号源，可制得宽量程荧光纳米温度计。

优选地，所述共聚高分子的聚合单体包括N-异丙基丙烯酰胺与聚合物单体A；所述聚合物单体A选自N-叔丁基丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺或者丙烯酰胺中的一种。

在本发明中，NTBAM均为N-叔丁基丙烯酰胺的简称，DMAA均为N，N-二甲基丙烯酰胺的简称，AM均为丙烯酰胺的简称。