一种高荧光强度微球及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高荧光强度微球及其制备方法，将油溶性量子点与高分子介孔微球分散于氯仿，以马来酸酐共聚物为表面活性介导分子，加入碱性水溶液或胺类化合物，使油溶性量子点进入高分子介孔微球的孔道内部，从而获得表面具有丰富羧基功能基团的荧光微球。通过本发明专利技术制备得到的荧光微球与传统溶胀法相比，荧光强度提高10倍以上，且荧光微球表面具有丰富的功能基团，有利于其在下游生物医学领域的应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种微球的制备方法，尤其涉及一种高荧光强度微球的制备方法，属于纳米生物材料领域。
技术介绍
基于荧光编码微球的悬浮微阵列技术具有对同一种样品中的多种蛋白、细胞因子等进行同时筛选和定量的能力，在疾病诊断领域具有很高的研究和应用价值。悬浮微阵列技术的核心技术是在检测过程具有独特标记信号的编码微球，该微球可以通过有机荧光基团、拉曼探针、或者量子点纳米晶等发光材料标记获得。相比其他发光材料，量子点因具有宽激发谱、窄发射谱、发射波长可通过尺寸调节等优点而被认为是理想的荧光编码材料。因此，自从Nie等(Nature B1technology, 2001, 19, 631-635)首先提出以量子点为原料制备多色编码微球以来，应用于多指标检测体系，基于量子点进行多色编码的概念得到了科学家们的广泛关注。为了将量子点微球应用于高通量的多指标检测体系，大量的研究都集中到如何将量子点装载入微球内部，从而获得高荧光强度、尺寸均一、表面功能化、生物相容性良好的量子点编码微球。目前制备量子点编码微球的方法主要有三种:—、通过溶胀法直接将量子点包埋于聚合物微球中。Nie等(NatureB1technology，2001, 19，631-635)首先利用溶胀法制备多色量子点微球，证明其可应用于生物检测，但该种方法制备得到的荧光微球量子点装载数量有限，荧光强度低，不能实现高通量的多指标检测。为了提高量子点编码微球性能，Gao和Ni e (Ana1.Chem.2004, 76, 406-2410)利用15 μm的介孔聚苯乙烯微球为基质，合成了尺寸均一、高荧光强度的量子点微球，该多孔微球相比于无孔微球，微球内部装载的量子点数量大，其荧光强度提高了近1000倍。然而，由于该溶胀法采用氯仿/正丁醇作为混合溶剂进行溶胀与装载，而正丁醇会影响量子点的表面结构，导致其荧光淬灭，因此采用该方法制备得到的荧光微球内部的量子点的荧光性能会受到影响，得到的微球总体荧光强度与荧光编码能力仍无法满足多指标检测的编码需求。最近，Wang等(Iangmuir 2012，28，6141-6150)发展了一种溶胀-蒸发法，通过在微球溶胀装载量子点的过程中不断蒸发氯仿来提高溶胀溶剂中量子点浓度，以此为推动力使量子点更有利于扩散进入微球孔道，避免使用传统溶胀法中正丁醇等不良溶剂对量子点表面结构的破坏，从而获得高荧光强度的量子点微球。但是由于蒸发氯仿的过程难控制，极易引起量子点自身团聚粘附于微球表面，最终获得的荧光微球的焚光均一"性变差。二、在微球合成过程中通过化学接枝或者包埋法装载量子点，其中包括种子生长法与微乳液聚合法。前者是以聚合物微球为种子，加入单体、引发剂以及量子点在种子表面进行聚合反应，Bawendi等(Langmuir 2006, 22:3782 - 3790)通过在乙醇相中聚合制备得单色量子点微球，量子点能够均匀分布于微球内部，但聚合获得的微球尺寸不均一，且不能有效控制量子点的装载数量，因此认为该法不适合制备编码微球。Joumaa等(Langmuir2006，22，1810-1816)采用微乳液聚合法虽然能够保证量子点在微球内部分布，但由于量子点与聚苯乙烯在制备过程两相分离，透射电镜结果显示量子点在微球内部成团聚状分布，影响微球的荧光强度与均一性。三、通过层层自组装的方法在微球表面包覆量子点。Rogach等(Colloids andSurfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 163 (2009): 39 - 44)通过利用相反电荷间的静电作用，将水溶性量子点CdTe包覆于聚合物微球表面，Pang等(Anal.Chem.2013,85, 11929-11935)以聚苯乙烯-丙烯酰胺共聚纳米微球为模板，通过层层自组装的方法将荧光量子点与磁性纳米氧化铁颗粒组装到微球表面，通过在包覆过程中调节量子点的种类以及两种纳米粒子的包覆量，来制备不同荧光发射和磁响应性的双编码微球。但水溶性量子点相比油溶性量子点，其量子产率低，且层层自组装法的制备过程复杂，不易获得具有高荧光强度的量子点荧光微球。因此，本领域的技术人员致力于开发。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种高荧光强度微球的制备方法。将油溶性量子点与高分子介孔微球分散于氯仿，以马来酸酐共聚物为表面活性介导分子，加入碱性水溶液或胺类化合物，使油溶性量子点进入高分子介孔微球的孔道内部，从而获得高荧光强度的微球。本专利技术制备的荧光微球的荧光强度比现有溶胀方法制得的微球荧光强度提高至少10倍以上，且微球表面具有丰富的功能基团，更有利于其在下游生物医学领域的应用。进一步地，所述高分子介孔微球为聚苯乙稀介孔微球，粒径为I?100 μ m，优选粒径为3-10 μ m ;微球的介孔孔径为10_50nm，优选为30_40nm。进一步地，本专利技术中所述的马来酸酐聚合物包括均聚物或者共聚物，包括两个单元形成的聚合物，还包括三个或多个单体单元形成的聚合物，聚合物可以是交替、无规嵌段和接枝共聚物，优选疏水性马来酸酐无规聚合物。具体包括但不限于:聚马来酸酐或其任意的高级脂肪类聚合物或芳香类聚合物，如聚马来酸酐十八醇酯、聚马来酸酐十六醇酯、聚马来酸酐十四醇酯、聚马来酸酐十八醇醚、聚马来酸酐十六醇醚和聚马来酸酐十四醇醚、聚马来酸酐十八碳烯、聚马来酸酐十六碳烯、聚马来酸酐十四碳烯、聚(乙烯-alt-马来酸酐)、聚(苯乙烯-alt-马来酸酐)、聚(苯乙烯-Co-马来酸酐)、聚(乙烯基甲醚-alt-马来酸酐)、聚(异丁稀-alt-马来酸酐)、聚(乙稀-Co-乙酸乙稀酯)-graft-马来酸酐。进一步地，本专利技术所述的胺类化合物包括分子链中含有伯胺、仲胺、叔胺中任意一种或多种的胺类化合物，具体包括但不限于:水合氨、氨基烷烃如2-氨基己烷；氨基硅烷如3-氨基三甲氧基硅烷；氨基醇类如氨基乙醇；氨基酸类如3-氨基丁酸；烷胺类如乙胺、丁胺、乙醇胺；亚胺类如聚乙烯亚胺、马来酰亚胺。进一步地，本专利技术所述的量子点为球形或类球形，是由半导体材料(通常由IIB?VIA或IIIA?VA元素组成)制成的、粒径在2?20nm的纳米粒子。优选粒径在2?6nm的纳米粒子，如包括含镉的油溶性纳米晶CdS、CdSe, CdTe ;不含镉的油溶性纳米晶InP、CuInS ;含镉的油溶性核壳结构纳米晶CdSSe/ZnS、CdSe/ZnS、CdTe/ZnS ;不含镉的油溶性核壳结构纳米晶InP/ZnS、CuInS/ZnS。进一步地，本方法具体包括以下步骤:a)准备聚苯乙稀介孔微球；b)配制溶液；c)制备量子点分散液；d)制备高荧光强度的聚苯乙烯介孔微球。进一步地，所述步骤(a)具体为:将聚苯乙烯介孔微球加入离心管中，聚苯乙烯介孔微球的质量与离心管的体积比为:1:2-5: lmg/mL。进一步地，所述步骤(b)所述的溶液包括马来酸酐共聚物溶液，配制方法为:称取马来酸酐共聚物，分散于氯仿中，超声溶解，其中马来酸酐共聚物的质量与氯仿的体积比为:20:1-80: lmg/mL，超声频率为 80-500W。进一步地，所述步骤(b)所述的溶液还包括碱性水溶液A、碱性水溶液B、3-氨丙基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高荧光强度微球的制备方法，其特征在于，将油溶性量子点与高分子介孔微球分散于氯仿，以马来酸酐共聚物为表面活性介导分子，加入碱性水溶液或胺类化合物，使油溶性量子点进入高分子介孔微球的孔道内部，从而获得高荧光强度的微球。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：古宏晨，徐宏，张鼎晟子，王叶菲，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31