聚集诱导发光型超薄溶菌酶荧光纳米薄膜及其防伪应用的制作方法

本发明涉及一种绿色环保、简单高效且具有广泛的普适性的聚集诱导发光型超薄溶菌酶荧光纳米薄膜及其作为防伪涂层的应用。

背景技术：

伪造有价值的文件、货币和品牌产品是一个日益增长的全球性挑战问题，对世界各国政府、企业、公司和消费者的经济、安全和健康都产生了严重的影响，因此需要大量的防伪标签。特别是医药、食品等领域的假冒伪劣行为严重危害人体健康。迄今为止，安全油墨、发光纳米材料、量子点、金属有机框架、电纺纤维、光子晶体、纳米打印等防伪技术广泛应用于货币、制药、微电子、汽车、服装、燃料等各个商业领域。然而，这些策略仍然面临着许多挑战，如生物安全问题、在各种商品材料表面形成稳定涂层的困难以及涂层稳定性问题、成本过高的问题、复杂的制造过程以及针对最终消费者的复杂的实验室分析。对于所有商业部门来说，理想的防伪标签应该在整个供应链和终端消费者中轻松地进行查询。因此，提供一种简单、方便、有效和具有广泛的普适性的适用于各种商品的防伪策略，如微粒子、一般商品、药品、水果、食品、贵重商品、活植物和动物等，显得迫切的需要。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于针对上述不足，提供一种简单、方便、有效和具有广泛的普适性的适用于各种商品的聚集诱导发光型超薄溶菌酶荧光纳米薄膜，并为该荧光纳米薄膜提供一种应用。

解决上述技术问题所采用的荧光纳米薄膜由下述方法制备得到：

将1～10mg/ml溶菌酶的水溶液、0.01～1mg/ml水溶性聚集诱导发光分子的水溶液按体积比为1:0.2混合均匀，记为a液；将20～60mmol/l三(2-羧乙基)膦的水溶液用naoh调节至ph值为5.0～10.0，记为b液；将a液和b液按体积比为1:1混合均匀，室温下培育20～60分钟，得到聚集诱导发光型超薄溶菌酶荧光纳米薄膜。

上述的水溶性聚集诱导发光分子为9,10-联苯乙烯蒽或1,2-二苯基-1,2-二(对甲苯基)乙烯)。

上述制备方法中，优选将2～5mg/ml溶菌酶的水溶液、0.05～0.2mg/ml水溶性聚集诱导发光分子的水溶液按体积比为1:0.2混合均匀，记为a液。

上述制备方法中，进一步优选将30～50mmol/l三(2-羧乙基)膦的水溶液用naoh调节至ph值为6.0～8.0，记为b液。

本发明聚集诱导发光型超薄溶菌酶荧光纳米薄膜作为防伪涂层的应用。具体使用方法可以是：(1)在荧光纳米薄膜的制备过程中将基材浸没于其中，使其表面生长一层荧光纳米薄膜；(2)将制备好的荧光纳米薄膜直接粘附在各种基材上。

本发明的有益效果如下：

1、本发明通过将水溶性聚集诱导发光分子参与到溶菌酶的相转变过程中，可以快速高效的制备出超薄溶菌酶荧光纳米薄膜。该薄膜具有良好的机械与化学稳定性，可以抵御各种有机溶剂的刻蚀、3m胶带的撕拉、200℃的高温以及光漂白；同时具有优异的光学透明度、良好的粘附性和生物相容性。

2、本发明超薄溶菌酶荧光纳米薄膜的制备过程快速高效，且简单易于操作，同时成本低廉、绿色环保。

3、本发明超薄溶菌酶荧光纳米薄膜具有荧光性能，能够稳定的粘附于各种基体表面，适用于各种商品的防伪需求，如微纳米粒子、一般商品、药品、水果、食品、贵重商品、植物和动物等，具有广泛的普适性，易实现大规模工业应用。

附图说明

图1是实施例1的荧光纳米薄膜的荧光光学显微图及其透射率。

图2是实施例1的荧光纳米薄膜的荧光光学显微图及激光共聚焦图。

图3是实施例1的荧光纳米薄膜的扫描电子显微图。

图4是实施例1的荧光纳米薄膜的原子力扫面图。

图5是实施例1的荧光纳米薄膜的光漂白结果。

图6是9,10-联苯乙烯蒽的老鼠毒性实验结果。

图7是实施例1的荧光纳米薄膜经过乙醇和3m胶带处理后的荧光光学显微图。

图8是实施例1的荧光纳米薄膜对于各种基材改性后的接触角。

图9是实施例1的荧光纳米薄膜对商品、药品、水果和食品的防伪。

图10是实施例1的荧光纳米薄膜对珍贵商品、动植物的防伪。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明，但本发明的保护范围不仅限于这些实施例。

实施例1

将100μl2mg/ml溶菌酶的水溶液和20μl0.1mg/ml9,10-联苯乙烯蒽的水溶液混合均匀，记为a液；将50mmol/l三(2-羧乙基)膦的水溶液用naoh调节至ph值为7.0，记为b液；将100μla液和100μlb液混合均匀，将透明玻璃片漂浮在所得混合液表面，室温下培育30分钟，在透明玻璃表面形成一层聚集诱导发光型超薄溶菌酶荧光纳米薄膜。

对该荧光纳米薄膜进行光透过性表征(图1)，荧光和光学表征(图2)，扫描电子显微镜的平面和断面表征(图3)，原子力显微镜的形貌表征(图4)，并使用340w氙灯照射30分钟后检测其耐光漂白性能(图5)。结果证明，该薄膜为超薄光滑的透明薄膜，在紫外激发下具有很强的荧光，并且具有优异的光稳定性。

随后测量了该荧光纳米薄膜的生物相容性，以9,10-联苯乙烯蒽(dsai)为测试药物，以昆明小鼠作为哺乳动物模型的生存曲线。一组10只小鼠，雄性5只，雌性5只。在使用0.1mg/ml9,10-联苯乙烯蒽之前，老鼠被禁止进食4-5小时。每只老鼠每日按体重0.4ml/20g(小鼠体重)给药。注射药物后1小时内观察小鼠的各项生理行为。最后，在给药两小时后，这些老鼠开始健康饮食。每天记录老鼠的死亡数量。结果见图6。由图可见，老鼠的死亡率为0，说明9,10-联苯乙烯蒽是安全无毒的，而溶菌酶和三(2-羧乙基)膦为公认安全无毒，因此本发明制备的荧光纳米薄膜具有良好的生物相容性。

为了证明该荧光纳米薄膜的粘附稳定性，选取特定形状的模具(四角形水凝胶模具)，将其放置在玻璃片上。在水凝胶模具的保护下，将a液和b液体积比为1:1的混合液喷洒在玻璃片上，室温下培育30分钟。使用3m胶带撕拉，然后使用乙醇擦拭，发现该荧光纳米薄膜仍然牢固粘附在玻璃片上(见图7)，说明该荧光纳米薄膜具有良好的粘附性。

实施例2

聚集诱导发光型超薄溶菌酶荧光纳米薄膜作为防伪涂层的应用

将100μl2mg/ml溶菌酶的水溶液和20μl0.1mg/ml9,10-联苯乙烯蒽(dsai)的水溶液混合均匀，记为a液；将50mmol/l三(2-羧乙基)膦的水溶液用naoh调节至ph值为7.0，记为b液；将100μla液和100μlb液混合均匀，分别将硅片、玻璃片、金片、导电玻璃、涤纶、聚碳酸酯、有机玻璃等基材浸没于所得混合液中，室温下培育30分钟，在基材表面分别形成一层聚集诱导发光型超薄溶菌酶荧光纳米薄膜。对处理前后的基材表面进行接触角测试，结果见图8。结果说明，该荧光纳米薄膜可以粘附于各种基材表面。

进一步按照上述方法，在各种商品、药品、水果、食品、珍贵商品、动植物表面也可以形成一层聚集诱导发光型超薄溶菌酶荧光纳米薄膜(见图9和10)。