一种荧光-磁性双功能微球及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种荧光‑磁性双功能微球及其制备方法，方法包括如下步骤：S1.磁性二氧化硅微球的制备；S2.通过KH‑560及相关溶剂对磁性二氧化硅微球进行环氧化得环氧化磁性二氧化硅微球；S3.对环氧化磁性二氧化硅微球进行羧基化得羧基化磁性二氧化硅微球；S4.然后在偶联助剂作用下将藻红蛋白与羧基化磁性二氧化硅微球复合，即得。有益效果是：首次以磁性二氧化硅微球为磁性材料、以藻红蛋白为荧光材料，成功复合制得一种荧光‑磁性双功能微球，荧光及磁响应特性显著；首先通过KH‑560对二氧化硅微球进行环氧化，然后再对环氧化后的二氧化硅微球进行羧基化，羧基化效果更好，偶联结合藻红蛋白的能力也显著增强。

Fluorescent magnetic bifunctional microsphere and preparation method thereof

The invention relates to a fluorescent magnetic bifunctional microsphere and a preparation method thereof, comprising the following steps: S1. preparation of magnetic silica microspheres; S2. epoxidation of magnetic silica microspheres by KH_560 and related solvents to obtain epoxy magnetic silica microspheres; S3. carboxylation of epoxy magnetic silica microspheres Carboxylated magnetic silica microspheres were prepared by alkylation. S4. Phycoerythrin was then combined with carboxylated magnetic silica microspheres by coupling agent. The beneficial results are as follows: for the first time, magnetic silica microspheres were used as magnetic materials and phycoerythrin as fluorescent materials, and a fluorescent magnetic bifunctional microsphere was successfully prepared. The fluorescence and magnetic response characteristics of the bifunctional microspheres were remarkable. First, the silica microspheres were epoxidized by KH_560, and then the epoxidized silica microspheres were fed into the microspheres. Carboxylation, carboxylation, and conjugation of phycoerythroproteins increased significantly.

【技术实现步骤摘要】
一种荧光-磁性双功能微球及其制备方法
本专利技术属于功能材料领域，具体涉及一种荧光-磁性双功能微球及其制备方法。
技术介绍
现有技术中的磁性材料大致分为四类：金属、金属离子、氧化铁、金属铁氧体。磁性介孔二氧化硅新型纳米复合材料是一种新型磁性材料，其结构可在微孔、介孔和宏观上进行调控，从而使其在靶向药物、生物富集与分离、磁热疗、固定化酶、大分子催化、吸附分离等领域有着巨大的应用前景，受到了众多科学研究者的关注。该新型纳米复合材料不仅具有独特的磁响应功能、低毒和表面易功能化等特点，而且介孔还具备以下优异性能：1、屏蔽磁性粒子相互间的偶极作用，阻止粒子团聚；(2)良好的生物相容性和稳定性；(3)孔道规整，孔径连续可调；(4)表面基团可功能化；(5)较大的比表面积和孔容。现有技术中的发光材料大致分为三类：稀土、有机染料、量子点。藻红蛋白用于荧光分析，具有传统化学荧光染料无法比拟的优越性：1、在较宽的pH范围内具有较宽的吸收光谱，比较容易选择合适的激发波长，从而得到高效荧光发射，且激发时有特异的荧光发射峰；2、吸光度和荧光量子产率很高，荧光强而稳定，灵敏度高；3、具有较小的荧光背景，不易淬灭，荧光保存期较长；4、水溶性极佳，易于其他分子交联结合，非特异性吸附少；5、纯天然海洋生物提取，无任何毒副作用，不含放射性，操作使用非常安全。荧光-磁性双功能材料是由磁性材料和荧光材料复合而成的双功能复合材料，其兼具荧光特性和磁响应特性的复合材料。它将荧光标记和磁性分离两项重要生物技术有机的结合起来,在生物医学领域有其重大的科学意义和广阔的应用前景,已经受到了研究者极大的关注。作为新型磁性材料的磁性二氧化硅微球与作为优良荧光材料的藻红蛋白是制备荧光-磁性双功能材料的极好选择，但现有技术中尚未见至该方面的深入报道。
技术实现思路
本专利技术提供一种荧光-磁性双功能微球及其制备方法，旨在提供一种兼具荧光特性和磁响应特性的复合材料，其在免疫学检测、细胞分选及分子生物学等方面均有较好的潜在应用。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种荧光-磁性双功能微球的制备方法，其包括如下步骤：S1.磁性二氧化硅微球的制备；S2.将S1制备的磁性二氧化硅微球与氨水及KH-560按照0.5-1.5g:0.4-1.6mL：0.5-4mL的用量比例加入乙醇水溶液中，超声处理2-5h，然后固液分离并将固体物质洗涤至中性，得环氧化磁性二氧化硅微球；S3.将亚氨基二乙酸溶解于0.5-1.5mol/L的碳酸钠水溶中并用饱和氢氧化钠水溶解调节其pH至11-12得羧基化溶液，亚氨基二乙酸与碳酸钠水溶液的用量比为2-4g:10-30mL，然后将S2制备的环氧化磁性二氧化硅微球与羧基化溶液按照2-6g:10-35mL的用量比例混合，室温反应6-12h,液分离并将固体物质洗涤至中性，得羧基化磁性二氧化硅微球；S4.将S3制备的羧基化二氧化硅微球分散于1×PBS缓冲溶液中,加入EDC.HCL和NHS后，室温充分混合，然后加入藻红蛋白得反应液，反应液中羧基化二氧化硅微球、EDC.HCL、NHS和藻红蛋白的质量比为10-100：4-10：11-20：10-100，36-38℃旋转振荡反应2-4h,固液分离并用1×PBS缓冲溶液洗涤固体物质，即得所述荧光-磁性双功能微球。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下进一步的具体选择或优化选择。具体的，S1中磁性二氧化硅微球的制备步骤为：将磁性四氧化三铁纳米颗粒加入0.01-0.1mol/L的盐酸溶液中超声处理20-40min，固液分离后将磁性四氧化三铁纳米颗粒洗涤至中性，然后将磁性四氧化三铁纳米颗粒置于反应容器中并依次加入无水乙醇、超纯水、氨水及正硅酸乙酯，磁性四氧化三铁纳米颗粒与无水乙醇、超纯水、氨水及正硅酸乙酯的用量比例为1g:10-40mL:80-160mL：20-80mL：0.4-1.6mL：0.5-4mL，超声处理2-5h，固液分离后将固体物质洗涤至中性，即得。优选的，所述氨水的浓度为25-28wt％。具体的，超声处理的条件为20-40kHz,100-500W。具体的，S2中的乙醇水溶中乙醇与水的体积之比为1-8：1,磁性二氧化硅微球与乙醇水溶液的用量比为0.5-1.5g：100-240mL。具体的，S4中羧基化二氧化硅微球与1×PBS缓冲溶液的用量比例为10-100mg:5mL。优选的，S4中羧基化二氧化硅微球与藻红蛋白的质量比为1-2：1。另外，本专利技术还提供一种荧光-磁性双功能微球，其通过上述的方法制备得到。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：首次以磁性二氧化硅微球为磁性材料、以藻红蛋白为荧光材料，成功复合制得一种荧光-磁性双功能微球，经测试其荧光特性及磁响性特性非常显著；对磁性二氧化硅微球进行羧基化的过程中，首先通过KH-560对二氧化硅微球进行环氧化，然后才通过亚氨基二乙酸及碱性物质对环氧化后的二氧化硅微球进行羧基化，先环氧化再羧基化，羧基化效果更好，偶联结合藻红蛋白的能力也显著增强；本专利技术提供的制备方法具有原料价廉易得、反应条件温和、操作要求低等特点，易于工业化生产。具体实施方式以下结合具体实施例对本专利技术作进一步的详细描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。以下实施例中用到的方法若无特别说明则均为本领域的常规方法，用到的药品若无特别说明则均为市售产品。实施例1一种荧光-磁性双功能微球，其制备方法包括如下步骤：S1.称取1g磁性四氧化三铁纳米颗粒，加入10mL0.01M盐酸溶液在超声处理20min(20～40kHz,100～500W)，磁铁分离并用超纯水洗涤至中性，依次加入80mL无水乙醇，20mL超纯水，0.4mL氨水和0.5mL正硅酸乙酯，超声反应2h(20～40min,100～500W)，用超纯水洗涤至中性得到磁性二氧化硅微球。S2.称取1g磁性二氧化硅微球，依次加入80mL无水乙醇，20mL超纯水，0.4mL氨水和0.5mLKH-560超声反应2h(20～40kHz,100～500W)，固液分离，用超纯水洗涤至中性得到环氧化磁性二氧化硅微球。S3.称取2g亚氨基二乙酸溶解于10mL1M的碳酸钠水溶液，并用饱和氢氧化钠调节其pH＝11得羧基化溶液,向上述羧基化溶液中加入2g环氧化磁性二氧化硅微球室温反应6h，用超纯水洗涤至中性得到羧基化磁性二氧化硅微球。S4.取羧基化磁性二氧化硅微球10mg分散于1XPBS缓冲溶液5mL，加入4mgEDC.HCl和11gNHS,室温混合搅拌15min,加入藻红蛋白10mg，37℃旋转振荡反应2h，最后用PBS缓冲溶液洗涤，即得所述荧光-磁性双功能微球。实施例2一种荧光-磁性双功能微球，其制备方法包括如下步骤：S1.称取1g磁性四氧化三铁纳米颗粒，加入40mL0.05M盐酸溶液在超声处理30min(20～40kHz,100～500W)，磁铁分离并用超纯水洗涤至中性，依次加入110mL无水乙醇，50mL超纯水，1.2mL氨水和3mL正硅酸乙酯，超声反应4h(20～40kHz,100～500W)，用超纯水洗涤至中性得到磁性二氧化硅微球。S2.称取1g磁性二氧化硅微球，依次加入120mL无水乙醇，50mL超纯水，1.1mL氨水和2mLKH-560超声反应3h(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种荧光‑磁性双功能微球的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.磁性二氧化硅微球的制备；S2.将S1制备的磁性二氧化硅微球与氨水及KH‑560按照0.5‑1.5g:0.4‑1.6mL：0.5‑4mL的用量比例加入乙醇水溶液中，超声处理2‑5h，然后固液分离并将固体物质洗涤至中性，得环氧化磁性二氧化硅微球；S3.将亚氨基二乙酸溶解于0.5‑1.5mol/L的碳酸钠水溶中并用饱和氢氧化钠水溶解调节其pH至11‑12得羧基化溶液，亚氨基二乙酸与碳酸钠水溶液的用量比为2‑4g:10‑30mL，然后将S2制备的环氧化磁性二氧化硅微球与羧基化溶液按照2‑6g:10‑35mL的用量比例混合，室温反应6‑12h,液分离并将固体物质洗涤至中性，得羧基化磁性二氧化硅微球；S4.将S3制备的羧基化二氧化硅微球分散于1×PBS缓冲溶液中,加入EDC.HCL和NHS后，室温充分混合，然后加入藻红蛋白得反应液，反应液中羧基化二氧化硅微球、EDC.HCL、NHS和藻红蛋白的质量比为10‑100：4‑10：11‑20：10‑100，36‑38℃旋转振荡反应2‑4h,固液分离并用1×PBS缓冲溶液洗涤固体物质，即得所述荧光‑磁性双功能微球。...

【技术特征摘要】
1.一种荧光-磁性双功能微球的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.磁性二氧化硅微球的制备；S2.将S1制备的磁性二氧化硅微球与氨水及KH-560按照0.5-1.5g:0.4-1.6mL：0.5-4mL的用量比例加入乙醇水溶液中，超声处理2-5h，然后固液分离并将固体物质洗涤至中性，得环氧化磁性二氧化硅微球；S3.将亚氨基二乙酸溶解于0.5-1.5mol/L的碳酸钠水溶中并用饱和氢氧化钠水溶解调节其pH至11-12得羧基化溶液，亚氨基二乙酸与碳酸钠水溶液的用量比为2-4g:10-30mL，然后将S2制备的环氧化磁性二氧化硅微球与羧基化溶液按照2-6g:10-35mL的用量比例混合，室温反应6-12h,液分离并将固体物质洗涤至中性，得羧基化磁性二氧化硅微球；S4.将S3制备的羧基化二氧化硅微球分散于1×PBS缓冲溶液中,加入EDC.HCL和NHS后，室温充分混合，然后加入藻红蛋白得反应液，反应液中羧基化二氧化硅微球、EDC.HCL、NHS和藻红蛋白的质量比为10-100：4-10：11-20：10-100，36-38℃旋转振荡反应2-4h,固液分离并用1×PBS缓冲溶液洗涤固体物质，即得所述荧光-磁性双功能微球。2.根据权利要求1所述的一种荧光-磁性双功能微球的制备方法，其特征在于，S1中磁性二氧化硅微球的制备步骤为：将磁性四氧化三铁纳米颗粒加入0.01-0.1mol/L...

【专利技术属性】
技术研发人员：王华林，张涛，张科登，
申请(专利权)人：湖北新纵科病毒疾病工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42