[发明专利]一种发光水凝胶纤维及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及水凝胶技术领域，尤其涉及一种发光水凝胶纤维及其制备方法与应用。本发明公开了一种发光水凝胶纤维的制备方法，该制备方法中将发光材料、引发剂和丙烯酰胺溶液同时混合，使得发光材料在聚丙烯酰胺中分散均匀，且制备方法简单，操作方便。当含发光材料的聚丙烯酰胺溶液为至少两份时，制得的发光水凝胶纤维为分段式发光水凝胶纤维，由于在分段式发光水凝胶纤维的制备过程中，将前一份聚丙烯酰胺溶液凝固后再注入下一份聚丙烯酰胺溶液，使得相邻发光水凝胶纤维分段明显，无过干扰过渡段。

技术领域

本发明涉及水凝胶技术领域，尤其涉及一种发光水凝胶纤维及其制备方法与应用。

背景技术

水凝胶是一种由亲水性聚合物在水中发生化学交联或物理交联后形成的具有三维网络结构的高分子软材料。它能被应用到很多领域，比如组织工程、药物释控、物质分离、机械器件等。在水凝胶的研究制备中，实现水凝胶功能化一直以来都是水凝胶领域的热门研究课题。研究者们常以水凝胶作为基质，载以检测物质，使其能特异性检测出环境中的某些物质或者变化。在检测过程中，有相当一部分的误差是来源于环境的影响。水凝胶可以对环境因素例如温度、pH值、湿度等信号做出响应，环境因素改变时，水凝胶的体积、形状等随之变化，这些变化会影响水凝胶内信号的准确输送。

目前，具有良好的生物相容性和力学性能发光聚丙烯酰胺水凝胶在传感检测方面具有很大的前景，但现有的发光聚丙烯酰胺的制备是将染料滴入聚丙烯酰胺水凝胶中，这样会使得发光聚丙烯酰胺水凝胶中的发光材料分布不均，导致检测出现误差。

发明内容

本发明提供了一种发光水凝胶纤维及其制备方法与应用，解决了现有的发光聚丙烯酰胺水凝胶的制备是将染料滴入聚丙烯酰胺水凝胶中，这样会使得发光聚丙烯酰胺水凝胶中的发光材料分布不均，导致检测出现误差的问题。

其具体技术方案如下：

本发明提供了一种发光水凝胶纤维的制备方法，包括以下步骤：

将至少一份含发光材料的聚丙烯酰胺溶液依次注入毛细玻璃管中，得到发光水凝胶纤维；

当所述含发光材料的聚丙烯酰胺溶液的种类为至少两份时，需待前一份含发光材料的聚丙烯酰胺溶液变成凝胶状态，再向所述毛细胞玻璃管中注入一下份含发光材料的聚丙烯酰胺溶液；

每份所述含发光材料的聚丙烯酰胺溶液的制备方法为：将引发剂和所述发光材料溶于丙烯酰胺溶液中，得到聚丙烯酰胺溶液。

本发明将发光材料、引发剂和丙烯酰胺溶液同时混合，使得发光材料在聚丙烯酰胺中分散均匀，且制备方法简单，操作方便。当含发光材料的聚丙烯酰胺溶液为至少两份时，制得的发光水凝胶纤维为分段式发光水凝胶纤维，由于在分段式发光水凝胶纤维的制备过程中，将前一份聚丙烯酰胺溶液凝固后再注入下一份聚丙烯酰胺溶液，使得相邻发光水凝胶纤维分段明显，无过干扰过渡段。

本发明中，所述含发光材料的聚丙烯酰胺溶液优选为2～6份，也即为2～6段发光水凝胶纤维。

本发明中，所述引发剂优选为过硫酸铵。

本发明中，相邻所述含发光材料的聚丙烯酰胺溶液中的发光材料不同。

优选地，所述发光材料选自罗丹明6G、荧光素、8-羟基-1,3,6-芘三磺酸三钠、苯酚红、花菁染料Cy3或花菁染料Cy5。本发明中发光材料优选为荧光材料，可以发出荧光。

本发明中，每份所述含发光材料的聚丙烯酰胺溶液中所述引发剂、所述发光材料与所述丙烯酰胺的质量比为(0.019：0.001：1)～(0.021：0.001：1)，优选为0.02：0.001：1。

本发明中，所述含发光材料的丙烯酸胺溶液中丙烯酸胺浓度为1g/ml。

本发明中，所述含发光材料的聚丙烯酰胺通过静置变成凝胶状态；