[发明专利]一种可调控多彩荧光发射的荧光素功能化聚二乙炔囊泡的制备方法及其分子逻辑门的构建

权利要求书

1.一种可调控多彩荧光发射的荧光素功能化聚二乙炔囊泡的制备方法，其特征在于：该方法的操作步骤为：

步骤1，使用羧基荧光素和乙二胺制备氨基化的荧光素(FDNS)；

步骤2，使用羧基基团二乙炔单体(PCDA)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)制备白色粉末PCDA-NHS；

步骤3，将步骤1和步骤2制得的FDNS和PCDA-NHS溶解在DMF溶剂，恒温避光搅拌，得到荧光素取代的二乙炔单体(F-PCDA)；

步骤4，将PCDA与F-PCDA溶解无水乙醇中，加入去离子水，加热超声处理后，避光条件下冷却，恒温静置，得到复合囊泡；

步骤5，将步骤4得到的复合囊泡在254nm紫外光下进行光照聚合，制得蓝色聚二乙炔复合囊泡体系；

所述的羧基荧光素为5(6)-羧基荧光素，分子式如下：

2.根据权利要求1所述的一种可调控多彩荧光发射的荧光素功能化聚二乙炔囊泡的制备方法，其特征在于：所述的步骤1具体操作过程如下：将物质的量比为1：1.2的羧基荧光素和乙二胺放入到无水乙醇中，80℃条件下加热回流12h，冷却至室温后过滤，并使用无水乙醇洗涤2-3次，重结晶，得到FDNS。

3.根据权利要求1所述的一种可调控多彩荧光发射的荧光素功能化聚二乙炔囊泡的制备方法，其特征在于：所述的步骤2具体操作过程如下：将PCDA溶于二氯甲烷溶液中，然后向该溶液中滴加NHS，30℃条件下避光搅拌4h后过滤，柱色谱分离后，30℃真空干燥12h，得到白色粉末状的PCDA-NHS。

4.根据权利要求3所述的一种可调控多彩荧光发射的荧光素功能化聚二乙炔囊泡的制备方法，其特征在于：所述的PCDA和NHS的物质的量比为1：1.2；所述的柱色谱分离中展开剂为二氯甲烷。

5.根据权利要求1所述的一种可调控多彩荧光发射的荧光素功能化聚二乙炔囊泡的制备方法，其特征在于：所述的步骤3具体操作过程如下：将物质的量比为1:1的PCDA-NHS和FDNS溶解在DMF溶剂中，30℃条件下避光搅拌24h，得到F-PCDA。

6.根据权利要求1所述的一种可调控多彩荧光发射的荧光素功能化聚二乙炔囊泡的制备方法，其特征在于：所述的步骤4具体操作过程如下：将总物质量为5×10^-5mol，摩尔比为10:1的PCDA与F-PCDA溶解在1.5ml无水乙醇中，加入300ml去离子水，加热到65℃后，在超声功率40％的条件下超声65min，避光条件下冷却，并于4℃条件下静置12h，得到复合囊泡。

7.根据权利要求1所述的一种可调控多彩荧光发射的荧光素功能化聚二乙炔囊泡的制备方法，其特征在于：将步骤5制得蓝色聚二乙炔复合囊泡体系，加热至80℃，得到具有荧光的红相聚二乙炔复合囊泡，体系产生单一的红色荧光发射。

8.根据权利要求1所述的一种可调控多彩荧光发射的荧光素功能化聚二乙炔囊泡的制备方法，其特征在于：向步骤5制得蓝色聚二乙炔复合囊泡体系中加入L-赖氨酸与Cu²⁺离子，体系pH升高，荧光素基团做出响应，聚二乙炔复合囊泡处于蓝相，体系产生绿色荧光发射；然后加热至80℃，聚二乙炔复合囊泡变成红相，两种荧光混合，体系产生黄色荧光反射；然后再加入H⁺离子，荧光素荧光在酸性条件下迅速淬灭，体系回到红色荧光发射。

9.根据权利要求1所述的一种可调控多彩荧光发射的荧光素功能化聚二乙炔囊泡的制备方法，其特征在于：向步骤5制得蓝色聚二乙炔复合囊泡体系中加入L-赖氨酸与Cu²⁺离子，聚二乙炔复合囊泡处于蓝相，荧光素基团做出响应，体系产生绿色发射；然后加热至80℃，聚二乙炔复合囊泡变成红相，两种荧光混合，体系产生黄色荧光反射；然后再加入三硝基苯酚(TNP)，TNP淬灭聚二乙炔复合囊泡的红相荧光，体系回到绿色荧光发射；然后再加入H⁺离子和无水乙醇，体系回到红色荧光发射。

10.应用权利要求1所述的方法获得的可调控多彩荧光发射的荧光素功能化聚二乙炔囊泡制备的分子逻辑门，其特征在于：所述的分子逻辑门包括OR逻辑门和INHIBIT逻辑门；

所述的OR逻辑门，定义输入信号为L-氨基酸或加热，即存在L-氨基酸或加热为1；不存在L-氨基酸或加热为0；以聚二乙炔复合囊泡的体系发射荧光颜色为输出端，即体系黄色荧光发射为1，反之为0；并定义聚二乙炔囊泡为蓝相状态并且体系为绿色荧光发射为起始状态；

所述的INHIBIT逻辑门，定义输入信号为H⁺离子或OH^-离子，即存在H⁺离子或OH^-离子为1；不存在H⁺离子或OH^-离子为0；以聚二乙炔复合囊泡的体系发射荧光颜色为输出端，以聚二乙炔复合囊泡的体系发射荧光颜色为输出端，即体系黄色荧光发射为1，反之为0；并定义聚二乙炔囊泡为红相并且体系为绿色荧光发射为起始状态。