一种包埋量子点的高分子荧光复合微球及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属于生物医药技术领域，涉及一种高分子荧光复合微球及其制备方法和应用，具体涉及一种可稳定分散于水相、内含油溶性的量子点的高分子复合微球及其制备方法和应用。本方案的含量子点的微球使用两亲性聚芳醚嵌段共聚物作为量子点载体，提高了量子点以及微球整体的稳定性，减少了量子点泄露的风险，为实现量子点在生物医学领域的广泛应用创造了条件。本方案的微球可以应用于巨噬细胞荧光成像中，更为直观和科学地动态评价巨噬细胞的吞噬能力和过程。

【技术实现步骤摘要】
一种包埋量子点的高分子荧光复合微球及其制备方法与应用
本专利技术属于生物医药
，涉及一种微球及其制备方法和应用，具体涉及一种包埋量子点的高分子荧光复合微球及其制备方法与应用。
技术介绍
量子点(QuantumDot,QD)也称为半导体纳米晶，是一类具有宽激发光谱、窄而对称的发射光谱和高量子产率的荧光纳米材料，具有抗光漂白性及荧光寿命长的优点及丰富的光电性质，因此在荧光成像、高通量液相芯片及光电生化分析等领域具有独特的优势。但是由于高质量的荧光量子点通常为油溶性且含有重金属元素，其水分散性和生物相容性较差。因此，需要对量子点表面进行修饰，在保持其优异性能的基础上，增加其水分散性和生物相容性，进而实现量子点在水环境及生物体系应用。现有技术中，通常使用聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚丁二烯和二氧化硅等有机或无机材料作为载体制备微球，并将大量量子点包载或吸附到微球内部或表面。上述技术手段既能提高单个微球的荧光强度，同时能提高量子点的稳定性(如抗光漂白性，热稳定性，化学稳定性等)。此外，在微球表面修饰生物基官能团或者聚电解质后，可与生物大分子通过共价键、静电、氢键等相互作用结合，包载量子点的微球广泛应用于生物各领域。但是，使用现有技术中的载体材料对量子点进行封装，具有包埋容量(包封量)低、易聚集(导致量子点荧光淬灭)、生物功能化过程复杂、荧光微球稳定性差和量子点易泄漏等缺陷，因此筛选新型的载体材料，开发稳定性及生物相容性更高、且更易生物功能化的含量子点荧光的微球，对实现量子点在生物医学领域的广泛应用十分必要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种含量子点的微球，该微球使用了新型的载体材料封装量子点，提高了包埋量子点的微球整体的稳定性，减少了量子点泄露的风险。为解决上述技术问题，本专利技术技术方案如下：一种包埋量子点的高分子荧光复合微球，使用两亲性聚芳醚嵌段共聚物作为油溶性的量子点的载体。采用上述技术方案，技术原理如下：两亲性聚芳醚嵌段共聚物(amphiphilicpolyaryleneethersblockcopolymer,amPAEBCP)是一类主链含有刚性苯环与柔性芳醚键的刚柔两亲的高分子材料。专利技术人通过对大量载体材料进行筛选，发现使用amPAEBCP作为量子点载体，可以显著提高微球中的量子点(QD)包埋的长期稳定性。amPAEBCP可自组装形成微球，并将量子点包埋在微球的内部，微球的表面无量子点的附着，即该微球包括amPAEBCP形成的外壳以及油溶性的量子点形成的核心，避免了量子点与生物体系直接接触，从而增加了量子点在生物系统中的稳定性和生物相容性。有益效果：(1)本方案的荧光微球克服了现有技术中含QD的荧光微球稳定性差等缺陷。现有技术中，用于封装QD的载体材料包括无机材料和有机材料，上述材料包载量子点形成的荧光微球均在热稳定性、长期荧光稳定性等方面存在一定缺陷，并且其生物功能化的过程复杂，限制了现有技术中的含QD的荧光微球的应用。相对于现有技术常用的包裹量子点的无机材料SiO2，amPAEBCP具有不输于SiO2的生物相容性。另外，使用amPAEBCP作为包裹材料，可通过分子设计及组装条件优化等对微球尺寸、微观形貌及表面官能团分布等进行灵活调整。相比之下，使用SiO2作为量子点的包裹材料，对荧光微球的合成过程进行调控的难度较大，且合成过程相对复杂，并且制备过程中使用到的一些溶剂容易引起量子点荧光淬灭。现有技术常用的包裹量子点的有机材料包括聚苯乙烯或者各类柔性链共聚物等，上述材料包载QD形成的复合微球均存在热稳定性和酸碱稳定性均较差的问题。例如，将聚苯乙烯包裹QD形成的微球进行高温高压灭菌(常规高温高压灭菌的条件为：120℃、0.12MPa蒸汽灭菌1h)，该微球在经过高压灭菌消除处理后，微球结构被破坏，出现荧光淬灭的现象。而使用amPAEBCP包载QD获得的微球经过上述条件的灭菌处理(120℃、0.12MPa蒸汽灭菌1h)之后，微球的形貌及荧光强度均维持稳定，，说明该荧光微球性质稳定，量子点不易泄露。再例如，柔性链共聚物胶束负载QD形成的复合微球在碱性或酸性过强的情况下，微球的稳定性变差，导致其荧光强度急剧下降。而amPAEBCP包载QD获得的微球在pH为1-14的超宽范围内，该微球荧光强度保持率仍然高于80％，说明该荧光微球性质稳定，量子点不易泄露。综上所述，专利技术人对众多包裹材料进行实验筛选后发现：以amPAEBCP为载体包埋QD制备的荧光微球经过高压灭菌锅消毒后荧光性能仍得以保持，并可实现含QD的微球在酸碱性生物环境中的成像应用。专利技术人进而分析了amPAEBCP包载QD获得的微球在稳定性上超过现有技术的含量子点的微球的原因：由于amPAEBCP具有刚性苯环与柔性芳醚键的分子结构，该结构优势在对QD进行封装的过程中，可增强载体材料与QD表面非极性配体的疏水相互作用。amPAEBCP与量子点相互作用不但提高了微球的整体稳定性，使得荧光微球的热稳定性增加，amPAEBCP还可以同时引入氢键相互作用、π-π相互作用和库仑相互作用等多重作用力稳定内部包埋的量子点的荧光性能，使得该荧光微球的酸碱稳定性增强，进一步提高了微球中QD的包埋长期稳定性。(2)amPAEBCP具有易于自组装特性，由amPAEBCP自组装形成的微球具有尺寸可调节的特点，可用于制备不同尺寸的含QD的微球以适应于不同需求以及应用场景。amPAEBCP具有机械强度高、溶解性好(是一种两亲性高分子)和生物毒性低等优点，由amPAEBCP制备的含QD的荧光微球具有结构稳定以及荧光信号稳定和生物相容性好的优点。进一步，所述两亲性聚芳醚嵌段共聚物的结构式为：其中，Ar选自中的一种取代基团。采用上述技术方案，上述两亲性聚芳醚嵌段共聚物的主链含有刚性苯环与柔性芳醚键，为刚柔两亲的高分子材料。进一步，所述量子点为CdSe、CdTe、ZnSe、CdSe@CdS、CdSe@ZnS和CdTe@CdSe中的一种。采用上述技术方案，上述量子点均为现有技术中常用的量子点，性质稳定且易于获取。其中，CdSe为硒化镉量子点；CdTe为锑化镉量子点；ZnSe为硒化锌量子点；CdSe@CdS表示硒化镉-硫化镉量子点，CdS作为外壳、CdSe作为核心的核壳型量子点；CdSe@ZnS表示硒化镉-硫化锌量子点，ZnS作为外壳、CdSe作为核心的核壳型量子点；CdTe@CdSe表示锑化镉-硒化镉量子点，CdSe作为外壳、CdTe作为核心的核壳型量子点。进一步，所述微球的粒径范围为0.2-1.5μm。采用上述技术方案，使用amPAEBCP包裹量子点制备荧光微球，可获得粒径为0.2-1.5μm的适合于生物系统传递、转运和吞噬的微球。其中，粒径为0.4-0.8μm的微球更适合于巨噬细胞吞噬。进一步，量子点和两亲性聚芳醚嵌段共聚物的质量比为(0.15-0.3)：(0.5-5)。采用上述技术方案，两亲性聚芳醚嵌段共聚物可对量子点进行充分的包封，保证了微球中载足够量的量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包埋量子点的高分子荧光复合微球，其特征在于，使用两亲性聚芳醚嵌段共聚物作为油溶性的量子点的载体。/n

【技术特征摘要】
1.一种包埋量子点的高分子荧光复合微球，其特征在于，使用两亲性聚芳醚嵌段共聚物作为油溶性的量子点的载体。


2.根据权利要求1所述的一种包埋量子点的高分子荧光复合微球，其特征在于，所述两亲性聚芳醚嵌段共聚物的结构式为：



其中，Ar选自中的一种取代基团。


3.根据权利要求2所述的一种包埋量子点的高分子荧光复合微球，其特征在于，所述量子点为CdSe、CdTe、ZnSe、CdSe@CdS、CdSe@ZnS和CdTe@CdSe中的一种。


4.根据权利要求3所述的一种包埋量子点的高分子荧光复合微球，其特征在于，所述微球的粒径范围为0.2-1.5μm。


5.根据权利要求4所述的一种包埋量子点的高分子荧光复合微球，其特征在于，量子点和两亲性聚芳醚嵌段共聚物的质量比为(0.15-0.3)：(0.5-5)。


6.根据权利要求1-5所述的一种包埋...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾坤，郑利，潘聪，
申请(专利权)人：成都以邦医药科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51