一种植物微纳米纤维素荧光标记的方法与流程

本发明属于纳米纤维素染色领域，尤其是涉及植物微纳米纤维素荧光标记的方法。

背景技术：

植物纳米纤维素的制备方法包括酶水解、酸水解或者机械处理等，经过上述方法处理木质纤维得到的纤维素至少有一维尺度是纳米级别。纳米纤维素的直径在100nm以内，是纤维素最小的物理结构单元。纳米纤维素与植物纤维素具有同样优良的性质，绿色环保、天然可再生、生物相容性，同时还具有优异的光学性能和机械性能。目前，纳米纤维素基材料已经应用在各行各业，如化妆品、生物医药、建筑、食品、军工、造纸、环保等领域，有着非常巨大的应用前景。

目前国内研究的荧光纳米纤维素，大多是聚合物与不同荧光物质进行混合，然后通过静电纺丝的方法生产纳米荧光纤维素。孙立国等通过制备不同发射峰的CdSe量子点，然后与聚苯乙烯混合，超声分散纸均匀，得到聚合物纺丝液。最后通过纺丝工艺将获得的聚合物纺丝液纺成纤维；即得到聚合物荧光多彩纤维。并将所制得的荧光纤维应用在荧光防伪商标、纸张和荧光装饰、荧光油墨、服饰产品等方面。龙云泽等人发明了一种稀土荧光微纳米纤维素的制备方法，首先将氧化铕与稀盐酸反应生成氯化铕，再将氯化铕、乙酞水杨酸和邻酚罗琳按一定比例制成稀土元素配合物，然后，将稀土铕配合物和聚苯乙烯混合，制备出前驱体溶液进行静电纺丝，所得纤维可广泛用于电学、光学、化学等材料领域。然而国内对植物微纳米纤维素进行荧光染色的报道却很少见。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是提供一种植物微纳米纤维素的荧光染色方法。使用目前市场上所有的具有荧光特性的物质，通过对植物微纳米纤维素进行改性处理，使荧光物质能够标记在植物微纳米纤维素上，经过标记的植物微纳米纤维素可以在某一段紫外光波长下显现出颜色，使植物微纳米纤维素在各行业领域更广泛的加以应用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种植物微纳米纤维素荧光标记的方法，具体步骤如下：

(1)前处理：对植物微纳米纤维素的悬浮液进行超声处理；

(2)活化处理：向微纳米纤维素悬浮液中加入活化剂，然后调节pH值至10-10.5，进行活化处理；然后透析除去多余的试剂至溶液为中性；

(3)胺化处理：向活化微纳米纤维素悬浮液中加入胺类溶液，然后室温条件下搅拌反应，反应完毕后，将悬浮液透析至中性；

(4)荧光标记：首先将荧光物质溶解于有机溶剂中，然后加入微纳米纤维素悬浮液中，调节pH值至10-10.5，黑暗避光条件下搅拌反应12h；然后将混合物悬浮液进行透析，直至用紫外分光光度计检测不到水中含有荧光物质为止，随后将悬浮液冷冻干燥。

所述步骤(1)中，所述超声为间歇式超声，处理条件为：超声时间3s，间隙时间3s，功率300W，温度0-4℃，超声总有效工作时间15-30min。

所述步骤(2)中所用的活化剂为环氧氯丙烷。

所述步骤(2)中活化处理的条件为：磁力搅拌，60～70℃恒温水浴中反应3h。

所述步骤(3)中所用的胺类溶液为乙二胺，反应时间为6h。

所述步骤(4)中所用的荧光物质为2-(6-羟基-3-氧代-3H-呫吨-9-基)苯甲酸，激发波长λ＝490nm。

所述步骤(4)中所用的有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)与丙酮的混合液，两者体积比为3:1。

所述活化剂的量为5-10ml/g纤维素；所述胺类溶液的量为8-10ml/g纤维素；所述荧光物质的量≥0.01g/g纤维素。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

本发明微纳米纤维素荧光标记均一性好，荧光强度高，荧光寿命长，量子产率高，荧光抗漂白能力强，荧光稳定性好。

附图说明

图1为实施例1中NCC的荧光光谱图。

图2为实施例2中NFC的荧光光谱图。

具体实施方式

以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

首先称取绝干量1g的NCC,然后对NCC悬浮液间歇式超声处理30min，超声处理条件为超声时间3s,间隙时间3s,功率300W,温度0-4℃。处理完后向NCC悬浮液中加入10ml环氧氯丙烷，然后加入5％的NaOH溶液20ml，调节pH值为10，60℃恒温水浴中搅拌反应3h。然后透析除去多余的试剂至溶液为中性，直至分光光度计检测不到水中含有试剂，pH值为7。然后向活化NCC悬浮液中加入10ml乙二胺，然后室温条件下搅拌反应6h。反应完毕后，将悬浮液透析至中性。将0.01g的2-(6-羟基-3-氧代-3H-呫吨-9-基)苯甲酸溶解于10ml DMF和丙酮混合液中(DMF和丙酮的体积比为3:1)，然后加入NCC悬浮液中，黑暗避光条件下搅拌反应12h。然后将混合物悬浮液进行透析，直至用紫外分光光度计检测不到水中含有荧光物质为止，随后将悬浮液冷冻干燥。由图1的荧光光谱图可以看出使用该方法标记的NCC荧光强度高，将其在室内放置一周后，仍具有较强的荧光强度，说明该方法标记的NCC荧光稳定性好，抗光漂白能力强。

实施例2

首先称取绝干量1g的NFC(或称为MFC),然后对NFC悬浮液进行间歇式超声处理30min，超声处理条件为超声时间3s,间隙时间3s,功率300W,温度0-4℃。处理完后向NFC悬浮液中加入8ml环氧氯丙烷，然后加入5％的NaOH溶液20ml，调节PH值为10.5，60℃恒温水浴中搅拌反应3h。然后透析除去多余的试剂至溶液为中性，直至分光光度计检测不到水中含有试剂，pH值为7。然后向活化NFC悬浮液中加入8ml乙二胺溶液，然后室温条件下搅拌反应6h。反应完毕后，将悬浮液透析至中性。将0.01g的2-(6-羟基-3-氧代-3H-呫吨-9-基)苯甲酸溶解于10ml DMF和丙酮混合液中(DMF和丙酮的体积比为3:1)，然后加入NFC悬浮液中，黑暗避光条件下搅拌反应12h。然后将混合物悬浮液进行透析，直至用紫外分光光度计检测不到水中含有荧光物质为止，随后将悬浮液冷冻干燥。