專利名稱：一種單個熒光分子標記的聚苯乙烯磺酸鹽及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種熒光標記聚合物及其制備方法，具體地，涉及一種單個熒光分子 標記的聚苯乙烯磺酸鹽及其制備方法。
背景技術：
羅丹明類化合物是一種具有較強摩爾吸收系數和熒光量子產率的熒光染料，常作 為熒光分子進行熒光標記和檢測。聚電解質在水處理、食品工業、農業等領域具有重要的應 用，但是關于聚電解質的物理化學性質的根本理解還很不夠，這要求采用全新的方法展開 全面深入的研究。采用單分子熒光手段可以使得探測聚電解質分子鏈的極限濃度較傳統方 法(如散射方法)降低2-3個數量級。因此，對聚電解質分子鏈進行熒光標記，對其分子 鏈進行熒光示蹤和觀測對于工業、生物學與基礎研究具有十分重要的意義。此項工作的重 要性尤其體現在單分子水平上進行的科學研究之中。這都要求對聚電解質研究對象進行高 效的熒光標記。由于聚電解質在傳統有機溶劑中的低溶解度，傳統標記方法的效率很低，難 以滿足單分子研究的需求。公開號CN101418215的中國專利申請(申請號CN200810243777. 5)公開了一種含
有羅丹明基團的高分子熒光探針，其表達式如下，
R11 R11 R40/^o /^O
ι >Λ ·t>R1°
+nRS
5
/NR5
R1 θ R2式中，R1、! 2、! 3和R4各自選自氫、不含有活潑H的取代或未取代烷基或芳基中的一 種；R5、R6、R7、R8各自選自氫、不含有活潑H的取代或未取代烷基或芳基中的一種、烷氧基、 鹵素、氨基；R9 jlR11、! 12各自選自氫、不含有活潑H的取代或未取代烷基中的一種。n、x、 又為自然數，其中1彡11彡9，1彡1彡10，100< (y χ) < 200 ;Αη-選自氯離子、溴離子、 硫酸根或高氯酸根中的一種。該高分子熒光探針的合成方法為通過以3-位帶有羧基的羅丹明類分子與二氯亞砜或三氯氧磷反應生成羅丹明酰氯，再將其和丙烯酸羥乙酯反應制得含有羅丹明基團的 單體，最后將該單體和丙烯酸羥乙酯共聚得到高分子熒光探針。然而，上述含有羅丹明基團的高分子熒光探針是通過含有熒光染料的單體和其它 單體進行共聚而制備的。由于在每個分子中不同單體共聚比例不同，這樣的制備方法必然 導致在單個聚合物分子中含有不同數目的熒光分子，而且熒光分子在聚合物鏈中處于無規 分布，難以達到對于聚合物進行規則單分子標記的要求。這種方法的另一個缺點在于它不 適用于聚苯乙烯磺酸鹽這種典型的強聚電解質的熒光標記。
發明內容
為了解決上述問題，本發明提供了一種單個熒光分子標記的聚電解質，其為單個 熒光分子標記的聚苯乙烯磺酸鹽，結構式如下
權利要求
1. 一種單個熒光分子標記的聚苯乙烯磺酸鹽，其特征在于，結構式如下
2.根據權利要求1所述的單個熒光分子標記的聚苯乙烯磺酸鹽，其特征在于，所述取 代或未取代的烷基的碳原子數為1 3，所述環烷基的碳原子數為1 3，所述芳基的碳原 子數為1 3，所述烷基醚的碳原子數為1 3，所述烷氧基和所述烷基硫醚的碳原子數為 1 3，所述不含有活潑H的取代或未取代烷基的碳原子數為1 3，所述芳香烴基的碳原子 數為1 3。
3.一種單個熒光分子標記的聚苯乙烯磺酸鹽的制備方法，其特征在于，包含以下步驟(1)制得羅丹明酰氯化活化產物；(2)將所述羅丹明酰氯化活化產物與氨基封端的聚苯乙烯及有機溶劑A溶解于有機溶 劑B中，在惰性氣體C氣氛保護下常溫反應10 M小時，反應完畢后，將反應溶液滴入有 機溶劑D中，沉析出固態產物。將該固態產物溶于有機溶劑E中，把溶液滴入溶劑D中，將 上述步驟重復1 10次，最后干燥獲得紅褐色產物，其中，有機溶劑A為吡啶或三乙基胺； 有機溶劑B為四氫呋喃或二氯甲烷；惰性氣體C選自氮氣、氦氣、氬氣和氖氣中的一種；有 機溶劑D選自甲醇、乙醇、丙酮和異丙醇中的一種；有機溶劑E選自二氯甲烷、四氫呋喃和甲 苯中的一種；(3)將步驟2得到的紅褐色產物溶于有機溶劑F中，恒溫于20 100°C，加入酸G，攪 拌，恒溫5 15小時，隨著反應的進行，紅褐色生成并沉淀析出，反應完畢后將溶液冷卻，除 去溶劑，然后將產物溶于水，同時采用濃度為0. 1 1. OM的堿H溶液將溶液的pH值調節為 8 14，然后將此溶液裝入透析袋中，在去離子水中進行透析，透析完畢后，將溶液進行冷 凍干燥，最終獲得紅褐色粉末狀產物，其中，有機溶劑F為環己烷或二氯乙烷；酸G為乙酸酐 和濃硫酸混合物或發煙硫酸；堿H為NaOH、KOH和NaHCO3中的一種。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，羅丹明酰氯化活化產物是利 用二氯亞砜將羅丹明熒光分子酰氯化而制得。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，制備反應中，羅丹明熒光分子與二氯亞砜 的質量體積比為Ig 1 50ml。
6.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟O)中，所述羅丹明酰氯化活化產 物、氨基封端的聚苯乙烯、有機溶劑A、有機溶劑B的量化比例為Ig 1 IOg 10 IOOml 0. 1 lml，滴入有機溶劑D的反應液總體積與該有機溶劑D的體積比為1 1 10，溶于有機溶劑中的固態產物與有機溶劑E的量化比例為Ig 1 IOOml ；步驟(3)中， 溶于有機溶劑F中的紅褐色產物、有機溶劑F和酸G的量化比例為Ig 1 IOml 0. 1 10ml。
7.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟(3)中，除去溶劑，然后將產物溶于 水，得到的水溶液的濃度為0. 001 0. lg/ml，注入截留分子量7000-20000的透析袋，在去 離子水中透析3 7天。
8.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟(3)中，酸G為乙酸酐和濃硫酸混合 物，濃硫酸濃度為98%以上，乙酸酐和濃硫酸的體積比為1 5。
全文摘要
本發明提供了一種單個熒光分子標記的聚電解質，其為單個熒光分子標記的聚苯乙烯磺酸鹽，結構式如下該單個熒光分子標記的聚苯乙烯磺酸鹽可以通過如下方法制得首先將羅丹明系列熒光染料分子進行酰氯化，使之具備進一步反應的化學活性。然后，將此活化分子與氨基封端的聚苯乙烯反應生成熒光標記的聚苯乙烯，隨后將熒光標記的聚苯乙烯進行磺化與中和，最終制得熒光分子標記的聚苯乙烯磺酸鹽。
文檔編號C08F8/34GK102070734SQ20091023804
公開日2011年5月25日 申請日期2009年11月24日 優先權日2009年11月24日
發明者楊京法, 楊青波, 趙江 申請人:中國科學院化學研究所