郭绍芬1，3陈明清2陆天虹3，4周青‘黄晓华(1江南大学工业生物技术教育部重点实验室，无锡214036) (2江南大学化学与材料工程学院，无锡214036) (3南京师范大学化学与环境科学学院，南京210097) (4中国科学院长春应用化学研究所，长春130022)0引言 聚N-异丙基丙烯酞胺(P MPAM)是一种生理相容性好的热敏性高分子，在水溶液中(32℃左右)发生相转变[l]。PNIPAM因其具有相分离等特性，使它在药物缓释[2]、物质分离提纯、活性酶包埋等方面有广泛的应用前景。近年来，人们对PMPAM温敏性微观现象和应用做了大量的研究工作，但对其荧光性质的研究还未见文献报导。Mn2+是生命系统中的痕量元素之一，具有3沪电子层结构并于可见光区585 nm存在(4T，升叭，)特征宽带发射，是制备具有特异功能高分子材料的理想添加剂(掺杂[3]、敏化或激活作用)，如zns:Mn2+一高分子复合材料具有独特的发光性能[4]。本文选择具有热敏性的高分子PNIPAM与生物微量元素Mn2+的相互作用，渴望得到性能更佳的医用高分子载体(材料)。我们的实验结果表明:在PNIPAM中加入微量Mn2+后，其荧光光谱在307nm附近有较强紫外线uv一B(生物学上具有抑、杀细菌的射线)波段发射且强度比PMPAM高314%。紫外、红外、xPS光谱研究也表明，Mn2+可能与PM-PAM中拨基氧或亚氨基氮发生配位键合作用。因此，生物微量元素Mn2+与PNIPAM的相互作用，有助于改善PNIPAM的特性及其应用性能。现将有关实验结果报道如下。1实验部分1.1试剂与仪器 聚N一异丙基丙烯酞胺(由日本Kagoshima uni-versity Akashi提供)，在Agilent 1 100 SedeS凝胶色谱仪测得其数均摩尔质量为2.41xl了g·mol-1，分子量分布为1.625;所用培养基为常用的细菌培养基，菌种为DHIOB型大肠杆菌;其余均为分析纯试剂。 UV一VIS吸收光谱用Lambdal7型紫外一可见分光光度计(美国Perkin一Elmer公司)进行测定。FTIR光谱用Nexus一670型畔IR光谱仪(美国Nicolet公司)钡l量，扫描范围4000~400 Cm-1，荧光光谱用Perkin一Elme:LssoB(美国Pe政in一Elmer公司)荧光光度计在室温下测定(以Mn2+的特征发射波长585 nm测定配合物的激发光谱，再以最强激发峰波长262nm为激发波长测定Mnc12乙醇溶液、PMPAM乙醇溶液及不同质量分数Mn2+的Mn2+-PNIPAM体系的荧光发射光谱)。x射线光电子能谱采用ESCALabMK IIX射线光电子能谱仪(vG scientifiC，uK)测定，辐射源为Mg Ka(1 253.6 eV)。聚合物和配合物样品溶液滴在0.8x0.5 CmZ显微载玻片上，真空干燥过夜。所有结合能以Cl、结合能284.6 eV为标准。抑菌性实验用相同石英四通比色皿，接种等量大肠杆菌，在自然光下培养36h，测定其600 nm波长处的OD(Optical Density)值，所用仪器为wFJ7200可见分光光度计(尤尼卡上海仪器有限公司)。1.2 Mn2+一聚N-异丙基丙烯酞胺高分子体系的合成 按文献[5]方法合成。2结果与讨论2.1 MnZ+一PNIPAM体系的荧光光谱 图l为Mn2+(a)、pNIpAM(h)及其Mn2+-pNIpAM体系(c)的激发光谱。由图1可知，Mn2+一PMPAM体系的吸收曲线形状与PMPAM相似，但吸收强度显著增强，而Mn2+在紫外区有较弱的吸收。因此，在Mn2+-pNIpAM复合体系中主要表现为高分子PNIPAM的吸收。图2是MnZ+(a)、pNIpAM(h)及其Mn2+-pNIPAM体系(c)的发射光谱。从图2可以获知，(l)Mn2+在紫外可见光区561 nm，585 nm的较弱发射光谱。(2)Mn2+一PMPAM具有与PMPAM相似的发射光谱，其中，Mn2+位于561 nm的发射峰消失，可能存在中心离子微扰的配体发光[6]。这一现象与许多金属离子-高分子体系发光现象不同，它们大都发射金属离子的特征荧光。(3)Mn2+-PNIPAM体系在307 nm附近的荧光强度高于PMPAM的314%。 比较图1和图2可以看出，PMPAM的激发光谱及Mn2+的发射光谱在紫外区及可见光区均存在部分重叠，说明Mn2+-PNIPAM体系荧光增强是由于Mn2+吸收紫外光并向PNIPAM进行有效的能量传递口〕。此外，Mn2+位于56.1 nm的发射峰在Mn2+-PMPAM体系的发射光谱中消失，进一步证明存在这种能量传递，并且是通过F份ste:能量传递方式实现从MnZ+到PNIPAM的能量传递[8]，从而使其荧光发射大大增强。 为了考察Mn2+含量对Mn2+-PNIPAM体系荧光强度的影响，实验中同步测定了不同质量比Mn2+-PNIPAM体系在紫外光区307 nm处荧光强度，其实验结果列于表1。由表1可见，PMPAM的荧光强度不及MnZ+质量分数为0.0005%的Mn2+-PNIPAM体系荧光强度的1/4，即微量的Mn2+就能使体系的荧光强度大大增强。而继续增加Mn2+质量分数直到1%，对体系的荧光强度影响不大。所以可将0.0005%的Mn2+视为实现体系荧光增强的临界用量。
