专利名称：一种单个荧光分子标记的聚苯乙烯磺酸盐及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种荧光标记聚合物及其制备方法，具体地，涉及一种单个荧光分子 标记的聚苯乙烯磺酸盐及其制备方法。
背景技术：
罗丹明类化合物是一种具有较强摩尔吸收系数和荧光量子产率的荧光染料，常作 为荧光分子进行荧光标记和检测。聚电解质在水处理、食品工业、农业等领域具有重要的应 用，但是关于聚电解质的物理化学性质的根本理解还很不够，这要求采用全新的方法展开 全面深入的研究。采用单分子荧光手段可以使得探测聚电解质分子链的极限浓度较传统方 法(如散射方法)降低2-3个数量级。因此，对聚电解质分子链进行荧光标记，对其分子 链进行荧光示踪和观测对于工业、生物学与基础研究具有十分重要的意义。此项工作的重 要性尤其体现在单分子水平上进行的科学研究之中。这都要求对聚电解质研究对象进行高 效的荧光标记。由于聚电解质在传统有机溶剂中的低溶解度，传统标记方法的效率很低，难 以满足单分子研究的需求。公开号CN101418215的中国专利申请(申请号CN200810243777. 5)公开了一种含
有罗丹明基团的高分子荧光探针，其表达式如下，
R11 R11 R40/^o /^O
ι >Λ ·t>R1°
+nRS
5
/NR5
R1 θ R2式中，R1、! 2、! 3和R4各自选自氢、不含有活泼H的取代或未取代烷基或芳基中的一 种；R5、R6、R7、R8各自选自氢、不含有活泼H的取代或未取代烷基或芳基中的一种、烷氧基、 卤素、氨基；R9 jlR11、! 12各自选自氢、不含有活泼H的取代或未取代烷基中的一种。n、x、 又为自然数，其中1彡11彡9，1彡1彡10，100< (y χ) < 200 ;Αη-选自氯离子、溴离子、 硫酸根或高氯酸根中的一种。该高分子荧光探针的合成方法为通过以3-位带有羧基的罗丹明类分子与二氯亚砜或三氯氧磷反应生成罗丹明酰氯，再将其和丙烯酸羟乙酯反应制得含有罗丹明基团的 单体，最后将该单体和丙烯酸羟乙酯共聚得到高分子荧光探针。然而，上述含有罗丹明基团的高分子荧光探针是通过含有荧光染料的单体和其它 单体进行共聚而制备的。由于在每个分子中不同单体共聚比例不同，这样的制备方法必然 导致在单个聚合物分子中含有不同数目的荧光分子，而且荧光分子在聚合物链中处于无规 分布，难以达到对于聚合物进行规则单分子标记的要求。这种方法的另一个缺点在于它不 适用于聚苯乙烯磺酸盐这种典型的强聚电解质的荧光标记。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种单个荧光分子标记的聚电解质，其为单个 荧光分子标记的聚苯乙烯磺酸盐，结构式如下
权利要求
1. 一种单个荧光分子标记的聚苯乙烯磺酸盐，其特征在于，结构式如下
2.根据权利要求1所述的单个荧光分子标记的聚苯乙烯磺酸盐，其特征在于，所述取 代或未取代的烷基的碳原子数为1 3，所述环烷基的碳原子数为1 3，所述芳基的碳原 子数为1 3，所述烷基醚的碳原子数为1 3，所述烷氧基和所述烷基硫醚的碳原子数为 1 3，所述不含有活泼H的取代或未取代烷基的碳原子数为1 3，所述芳香烃基的碳原子 数为1 3。
3.一种单个荧光分子标记的聚苯乙烯磺酸盐的制备方法，其特征在于，包含以下步骤(1)制得罗丹明酰氯化活化产物；(2)将所述罗丹明酰氯化活化产物与氨基封端的聚苯乙烯及有机溶剂A溶解于有机溶 剂B中，在惰性气体C气氛保护下常温反应10 M小时，反应完毕后，将反应溶液滴入有 机溶剂D中，沉析出固态产物。将该固态产物溶于有机溶剂E中，把溶液滴入溶剂D中，将 上述步骤重复1 10次，最后干燥获得红褐色产物，其中，有机溶剂A为吡啶或三乙基胺； 有机溶剂B为四氢呋喃或二氯甲烷；惰性气体C选自氮气、氦气、氩气和氖气中的一种；有 机溶剂D选自甲醇、乙醇、丙酮和异丙醇中的一种；有机溶剂E选自二氯甲烷、四氢呋喃和甲 苯中的一种；(3)将步骤2得到的红褐色产物溶于有机溶剂F中，恒温于20 100°C，加入酸G，搅 拌，恒温5 15小时，随着反应的进行，红褐色生成并沉淀析出，反应完毕后将溶液冷却，除 去溶剂，然后将产物溶于水，同时采用浓度为0. 1 1. OM的碱H溶液将溶液的pH值调节为 8 14，然后将此溶液装入透析袋中，在去离子水中进行透析，透析完毕后，将溶液进行冷 冻干燥，最终获得红褐色粉末状产物，其中，有机溶剂F为环己烷或二氯乙烷；酸G为乙酸酐 和浓硫酸混合物或发烟硫酸；碱H为NaOH、KOH和NaHCO3中的一种。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，罗丹明酰氯化活化产物是利 用二氯亚砜将罗丹明荧光分子酰氯化而制得。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，制备反应中，罗丹明荧光分子与二氯亚砜 的质量体积比为Ig 1 50ml。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤O)中，所述罗丹明酰氯化活化产 物、氨基封端的聚苯乙烯、有机溶剂A、有机溶剂B的量化比例为Ig 1 IOg 10 IOOml 0. 1 lml，滴入有机溶剂D的反应液总体积与该有机溶剂D的体积比为1 1 10，溶于有机溶剂中的固态产物与有机溶剂E的量化比例为Ig 1 IOOml ；步骤(3)中， 溶于有机溶剂F中的红褐色产物、有机溶剂F和酸G的量化比例为Ig 1 IOml 0. 1 10ml。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，除去溶剂，然后将产物溶于 水，得到的水溶液的浓度为0. 001 0. lg/ml，注入截留分子量7000-20000的透析袋，在去 离子水中透析3 7天。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，酸G为乙酸酐和浓硫酸混合 物，浓硫酸浓度为98%以上，乙酸酐和浓硫酸的体积比为1 5。
全文摘要
本发明提供了一种单个荧光分子标记的聚电解质，其为单个荧光分子标记的聚苯乙烯磺酸盐，结构式如下该单个荧光分子标记的聚苯乙烯磺酸盐可以通过如下方法制得首先将罗丹明系列荧光染料分子进行酰氯化，使之具备进一步反应的化学活性。然后，将此活化分子与氨基封端的聚苯乙烯反应生成荧光标记的聚苯乙烯，随后将荧光标记的聚苯乙烯进行磺化与中和，最终制得荧光分子标记的聚苯乙烯磺酸盐。
文档编号C08F8/34GK102070734SQ20091023804
公开日2011年5月25日 申请日期2009年11月24日 优先权日2009年11月24日
发明者杨京法, 杨青波, 赵江 申请人:中国科学院化学研究所