[发明专利]一种以铱配合物与铕螯合物为单体的温度响应聚合物材料、制备方法及其应用

说明书

一种以铱配合物与铕螯合物为单体的温度响应聚合物材料，包括：以4‑(5‑苯基吡啶‑2‑基)苯甲酸为主配体的铱(III)配合物单体，其中：N^N配体选自联吡啶、1，10‑菲罗啉、二吡啶‑2‑甲烷及其衍生物。本发明合成路线较短，制备条件简单；通过合理的分子结构设计，合成主配体含羧基的铱(III)配合物，通过羧基与铕离子的配位作用，实现了以523nm黄绿光激发的铕中心发光；通过引入N‑异丙基丙烯酰胺单体，使聚合物主链在温度变化下能产生自发的卷曲或舒展；利用这种形态变化，实现了铱‑铕配位程度的调控，从而实现发光性能的调控；聚合物具有良好水溶性、低生物毒性以及高分辨、高准确的温度光学传感特性，可实现在生物微环境下温度的实时监测。

技术领域

本发明涉及生物光学探针领域，具体是涉及一种以铱配合物与铕螯合物为单体的温度响应聚合物材料、制备方法及其应用。

背景技术

环境响应型聚合物是一种能对环境因素进行响应的高分子。它们可以在外部环境的刺激下，如pH值、机械力、温度、磁场强度、光辐射、电场强度、有机/无机分子与生物蛋白等，使自身构象或状态发生改变，进而表现出相应的检测识别功能。这类刺激响应型聚合物已经在众多领域中得到了应用，如信息加密器件、生物检测、药物靶向递送和自修复材料等。目前，温度作为常见的物理指标，已成为环境响应型聚合物领域的研究重点。

稀土元素具有丰富的电子能级与优异的声、光、电、磁等物理性质。在光学领域，稀土材料具有多重发光波长、窄的发射光谱和长的发光寿命等。利用共聚焦显微技术与时间分辨光学成像技术将稀土元素应用与生物成像领域，我们可以获得准确性强、信噪比高的成像结果。然而，稀土元素由于其f-f跃迁宇称禁阻，很难被直接激发。而有机芳香化合物在近紫外光区有较强的吸收，当其与稀土离子靠近或配位形成配合物后能有效地将激发态能量转移到稀土离子激发态能级上，从而实现稀土离子发光。这种配体敏化稀土离子发光的现象称为天线效应。

目前，虽然报道的稀土生物探针数量较多，然而大多数材料的激发波长位于紫外光区域。紫外光激发会导致检测与成像时存在的穿透能力不足与光源性损伤等缺点，因此研制具有可见光敏化的稀土配合物具有重要意义。磷光铱配合物具有激发态可调、发射寿命长和量子效率高等优势。通过合理的结构设计，利用磷光铱配合物金属中心与有机配体之间存在的³MLCT态，可以实现对稀土离子发光的有效调控。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的不足，开发一种低成本，工艺简单的合成路线来制备基于铱-铕敏化的温度光学探针材料。通过聚合的形式实现温度探针材料良好的水溶性以及低的生物毒性，且该聚合物光学材料在微环境温度监测中有较大的应用价值。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种以铱配合物与铕螯合物为单体的温度响应聚合物材料，包含以4-(5-苯基吡啶-2-基)苯甲酸为主配体的铱(III)配合物单体，具有如式(I)所示结构：

其中：N^N配体选自联吡啶、1，10-菲罗啉、二吡啶-2-甲烷及其衍生物；所述材料具有发光特征。

进一步的，所述材料发光特征表现为以黄绿光523nm激发稀土离子发光，并且能在生物微环境下实现温度光学响应。

一种以铱配合物与铕螯合物为单体的温度响应聚合物材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：