本發(fā)明涉及銪摻雜聚苯乙烯微球eu@ps材料，特別是一種核殼結(jié)構(gòu)含銪配合物的雙示蹤聚苯乙烯微球制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、微塑料mps(尺寸為1μm至5mm)和納米塑料nps(尺寸為1nm至1μm)被發(fā)現(xiàn)在天然水體、土壤、偏遠的沙漠、高海拔高原、深海和極地中，其已然成為無處不在的污染物，受到公眾的廣泛關(guān)注。由于不可降解聚合物和塑料的產(chǎn)量不斷增加，以及使用的不可持續(xù)、廢物管理不足或缺乏等因素，微納米塑料(mnps)可能對環(huán)境構(gòu)成巨大威脅。為實現(xiàn)微納米塑料生態(tài)風(fēng)險的準(zhǔn)確評估，必須系統(tǒng)認識mnps在復(fù)雜環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化、歸趨和毒性機制以及復(fù)雜環(huán)境條件的影響。然而，缺少合適的追蹤材料識別和量化環(huán)境基質(zhì)中的mnps。

2、克服這些挑戰(zhàn)和局限性的一種方法是標(biāo)記mnps?，F(xiàn)有的追蹤標(biāo)記技術(shù)分為四種主要類型：熒光標(biāo)記、金屬標(biāo)記、穩(wěn)定同位素和放射性同位素標(biāo)記。使用熒光染料標(biāo)記具有簡單且成本較低的優(yōu)勢，使用最為廣泛，被大量用于mnps的可視化和檢測。但同時，熒光標(biāo)記會影響mnps表面特性的變化，熒光染料易淬滅、浸出和易受環(huán)境背景干擾等問題。與熒光mnp標(biāo)記相比，金屬標(biāo)記具有更低的尺寸檢測限和更低的背景干擾，穩(wěn)定性好。但標(biāo)記金屬納米顆粒，如金、鉑，價格較高，標(biāo)記過程較為復(fù)雜且大部分標(biāo)記在mnps表面，可能改變mnps的表面特性。穩(wěn)定同位素標(biāo)記是一種非常有效的工具，可以準(zhǔn)確跟蹤塑料衍生材料在環(huán)境中的命運，但是其成本較高且技術(shù)復(fù)雜。放射性同位素標(biāo)記具有放射性風(fēng)險，受到嚴格監(jiān)管，對實驗要求極高。

3、因此為實現(xiàn)系統(tǒng)認識mnps環(huán)境風(fēng)險的一種很有前途的方法是在mnps中摻雜金屬元素；而鑭系配合物具有明顯的優(yōu)勢，其可利用電感耦合等離子體質(zhì)譜(icp-ms)鑒定和定量，同時其具有較長的發(fā)光壽命，尖銳的發(fā)射譜和可見光激發(fā)波長。另一方面，標(biāo)記技術(shù)的一個主要挑戰(zhàn)是開發(fā)不改變固有mnps特性或僅改變最小特性的技術(shù)，特別是表面特性。核殼標(biāo)記技術(shù)提供了可行的策略，其合成材料穩(wěn)定性高，可實現(xiàn)內(nèi)核為金屬標(biāo)記物，殼層為目標(biāo)物質(zhì)。因此，本專利以銪配合物(eu(dmp)3phen、三(1,3-二苯基-1,3-丙二酮基)單(1,10-菲羅啉)銪(iii))為內(nèi)核合成具有不改變材料表面特性，實現(xiàn)具有雙示蹤的核殼mnps，為實現(xiàn)mnps在實際環(huán)境中的追蹤、定位與定量提供一種可行的解決方案。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種核殼結(jié)構(gòu)含銪配合物的雙示蹤聚苯乙烯微球制備方法和應(yīng)用，通過本發(fā)明制備的雙示蹤聚苯乙烯微球材料即雙示蹤eu@ps微球材料能夠不改變固有mnps特性，特別是不改變mnps表面特性，從而為實現(xiàn)mnps在實際環(huán)境中的追蹤、定位與定量提供一種可行的解決方案。

2、本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下：

3、一種核殼結(jié)構(gòu)含銪配合物的雙示蹤聚苯乙烯微球制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

4、步驟1，合成銪配合物eu(dbm)3phen；

5、步驟2，合成含有eu(dbm)3phen的eu@ps微球，微球中的核粒子是eu(dbm)3phen分散于共聚體中，所述共聚體是通過苯乙烯與甲基丙烯酸甲酯共聚而成，包覆所述核粒子的外殼是通過苯乙烯聚合而成的聚苯乙烯。

6、步驟1中包括以下步驟：

7、步驟1.1，制備a溶液：將2mm?eucl3·6h2o溶于20ml無水乙醇中；

8、步驟1.2，制備b溶液：將4mm的1,10-菲啰啉加入到20ml含有6mm二苯甲酰甲烷dbm的無水乙醇中；

9、步驟1.3，將a溶液和b溶液分別在磁力攪拌下加熱到50～70℃，將a溶液緩慢加入到b溶液中后反應(yīng)合成eu(dbm)3phen，反應(yīng)時間1～2h，然后將反應(yīng)液冷卻至室溫；

10、步驟1.4，將反應(yīng)液過濾后得到eu(dbm)3phen。

11、步驟2中包括以下步驟：

12、步驟2.1，將eu(dmp)3phen稱取40～60g溶解于0.4～0.6ml甲基丙烯酸甲酯中，并加入1.4～1.6ml苯乙烯，獲得2ml混合液；

13、步驟2.2，將37ml去離子水與2ml混合液加入到250ml三口燒瓶中，超聲10min使得燒瓶中溶液均勻分散；

14、步驟2.3，三口燒瓶接口分別接球形冷凝管，機械攪拌槳與玻璃導(dǎo)氣管，玻璃導(dǎo)氣管接氮氣，機械攪拌轉(zhuǎn)速為200～300rpm；

15、步驟2.4，通氮氣30min后，將恒溫油浴鍋升溫至70～80℃，加入濃度為10mg/ml過硫酸鉀水溶液2ml到三口燒瓶中，反應(yīng)生成微球溶液，反應(yīng)時間10h；

16、步驟2.5，待微球溶液冷卻至室溫后，轉(zhuǎn)移至離心管中，使用高速離心機以轉(zhuǎn)速5000～10000rpm離心10min，去除體系中未反應(yīng)原料中的銪配合物；

17、步驟2.6，使用超高速離心機以轉(zhuǎn)速25000～30000rpm離心15min，去除體系中未反應(yīng)原料中的苯乙烯與甲基丙烯酸甲酯，收集離心管中的下層固體材料即eu@ps微球，將收集的eu@ps微球加入到去離子水中通過超聲進行分散；重復(fù)離心程序三次后，將eu@ps微球重新分散于去離子水中作為樣品儲存于避光玻璃瓶中，于4℃冰箱內(nèi)保存。

18、步驟1.3中包括采用磁力攪拌加熱器。

19、步驟1.3中包括在a溶液和b溶液完全混合后調(diào)節(jié)酸堿度為ph6～ph7。

20、步驟2.3中的機械攪拌槳采用聚四氟乙烯材料。

21、上述一種核殼結(jié)構(gòu)含銪配合物的雙示蹤聚苯乙烯微球制備方法所獲得的雙示蹤聚苯乙烯微球作為納米熒光eu@ps材料在生物醫(yī)學(xué)研究上的應(yīng)用，其特征在于，將納米熒光eu@ps材料，在室溫條件下，以一定濃度梯度暴露給萊茵衣藻細胞；暴露結(jié)束后，通過離心清洗收集細胞，通過激光共聚焦顯微鏡及高內(nèi)涵成像系統(tǒng)進行拍照，并與未進行任何標(biāo)記的納米mnps材料及未暴露材料的空白對照組進行比對，評估熒光納米eu@ps材料的可視化性能。

22、上述一種核殼結(jié)構(gòu)含銪配合物的雙示蹤聚苯乙烯微球制備方法所獲得的雙示蹤聚苯乙烯微球作為納米熒光eu@ps材料在生物醫(yī)學(xué)研究上的應(yīng)用，其特征在于，將納米熒光eu@ps材料，在室溫條件下，以一定濃度梯度暴露大型溞；暴露結(jié)束后，通過高內(nèi)涵成像系統(tǒng)進行拍照，并與未進行任何標(biāo)記的納米mnps材料及未暴露材料的空白對照組進行比對，評估熒光納米eu@ps材料的可視化性能。

23、上述一種核殼結(jié)構(gòu)含銪配合物的雙示蹤聚苯乙烯微球制備方法所獲得的雙示蹤聚苯乙烯微球作為納米熒光eu@ps材料在生物醫(yī)學(xué)研究上的應(yīng)用，其特征在于，將納米熒光eu@ps材料，在室溫條件下，以一定濃度梯度暴露于斑馬魚胚胎及幼魚；暴露結(jié)束后，通過高內(nèi)涵成像系統(tǒng)進行拍照，并與未進行任何標(biāo)記的納米mnps材料及未暴露材料的空白對照組進行比對，評估熒光納米eu@ps材料的可視化性能。

24、上述一種核殼結(jié)構(gòu)含銪配合物的雙示蹤聚苯乙烯微球制備方法所獲得的雙示蹤聚苯乙烯微球作為納米熒光eu@ps材料在生物醫(yī)學(xué)研究上的應(yīng)用，其特征在于，將納米熒光eu@ps材料，在室溫條件下，以一定濃度梯度暴露給萊茵衣藻細胞；暴露結(jié)束后，通過離心清洗收集細胞，通過酸消解后檢測萊茵衣藻對材料的攝入情況，并與未暴露材料的空白對照組進行比對，評估熒光納米eu@ps材料的定量性能。

25、上述一種核殼結(jié)構(gòu)含銪配合物的雙示蹤聚苯乙烯微球制備方法所獲得的雙示蹤聚苯乙烯微球作為納米熒光eu@ps材料在生物醫(yī)學(xué)研究上的應(yīng)用，其特征在于，將納米熒光eu@ps材料，在室溫條件下，以一定濃度梯度暴露給大型溞；暴露結(jié)束后，通過酸消解后檢測大型溞對材料的攝入情況，并與未暴露材料的空白對照組進行比對，評估熒光納米eu@ps材料的定量性能。

26、上述一種核殼結(jié)構(gòu)含銪配合物的雙示蹤聚苯乙烯微球制備方法所獲得的雙示蹤聚苯乙烯微球作為納米熒光eu@ps材料在在化學(xué)穩(wěn)定性研究上的應(yīng)用，其特征在于，將納米熒光eu@ps材料，在室溫條件下，通過在不同時間間隔離心收集上清液的方法，研究鑭系配合物對其化學(xué)穩(wěn)定性的影響；并與未進行任何標(biāo)記的納米eu@ps材料、相同粒徑eu@ps材料及未暴露材料的空白對照組進行比對。

27、本發(fā)明的技術(shù)效果如下：本發(fā)明一種核殼結(jié)構(gòu)含銪配合物的雙示蹤聚苯乙烯微球制備方法和應(yīng)用，有利于同時實現(xiàn)可視化和定量的生物追蹤，即利用內(nèi)部銪配合物可以實現(xiàn)可視化、定位與定量，從而擴大eu@ps材料的應(yīng)用范圍或提高eu@ps材料的應(yīng)用便利性。