制备荧光微球的方法及相应的荧光微球技术

本发明专利技术涉及一种制备荧光微球的方法，包括：步骤1，提供聚合物单体和能够溶解在所述聚合物单体的荧光染料，随后使所述聚合物单体聚合以得到所述荧光染料分散于其内的种子微球；步骤2，将步骤1得到的种子微球分散在水中，加入含有所述荧光染料的聚合物单体溶液，随后使加入的聚合物单体在所述种子微球的表面聚合得到荧光微球；步骤3，可选地，重复一次或多次步骤2；步骤4，可选地，将前一步骤得到的荧光微球分散到水中，加入功能单体，反应后得到功能化的荧光微球。此外，本发明专利技术还涉及由此方法得到的荧光微球。

【技术实现步骤摘要】
制备荧光微球的方法及相应的荧光微球
本专利技术涉及生物检测试剂领域。具体地，本专利技术涉及荧光微球的制备方法。
技术介绍
荧光微球是一类特殊的功能性微球，其通常具有纳米级至微米级的直径，并且在表面包覆有荧光物质或者在结构内负载有荧光物质，受到外界能量刺激下可以发射出荧光。由于结构稳定以及发光效率稳定等特点，荧光微球现已广泛地应用在标记、示踪、检测、体内成像、免疫医学、高通量药物筛选等领域中。传统用于制备荧光微球的方法包括吸附法、键合法、包埋法、共聚法、溶胀法等。然而在这些方法中，存在着各种各样的问题，诸如吸附法制得的微球存在稳定性差，染料分子容易脱落等问题；溶胀法存在环境不友好且荧光强度弱等问题；而包埋法和共聚法等则存在微球直径受限、染料干扰聚合反应过程的现象等。在某些特定应用中，需要粒径均一且高荧光强度的荧光微球来进行检测。然而，传统方法难以制备这种粒径均一和高荧光强度的微球。因此，需要提供一种制备荧光微球的方法，该制备方法简单、环境友好、易于操作且能够有效地提高包埋率，且所得荧光微球粒径均匀可控，荧光强度稳定。
技术实现思路
本专利技术旨在改进现有技术中存在的一些缺陷。具体地，本专利技术提供了一种通过层层包埋来制备荧光微球的方法，通过使荧光染料良好地分散在聚合物单体中来制备种子微球，随后在该种子微球的外部层层包埋荧光染料，由此得到粒径均匀且荧光强度高的微球。在第一方面，本专利技术提供一种制备荧光微球的方法，包括：步骤1，提供聚合物单体和能够溶解在所述聚合物单体的荧光染料，随后使所述聚合物单体聚合以得到所述荧光染料分散于其内的种子微球；步骤2，将步骤1得到的种子微球分散在水中，加入含有荧光染料的聚合物单体溶液，随后使加入的聚合物单体在种子微球的表面聚合得到荧光微球；步骤3，可选地，重复一次或多次步骤2；步骤4，可选地，将前一步骤得到的荧光微球分散到水中，加入功能单体，反应后得到功能化的荧光微球。其中，在步骤1中，首先将所述荧光染料溶解在所述聚合物单体中。在一些实施方式中，步骤1中聚合物单体的聚合可在表面活性剂的存在下通过乳液聚合来完成。在一具体实施方式中，步骤1通过将荧光染料溶解在聚合物单体中并且将表面活性剂溶解在水中，两者混合乳化后，加入引发剂来得到种子微球。在一些实施方式中，在步骤2中，将步骤1得到的种子微球分散在超纯水中，并且步骤1得到的种子微球在未经纯化下直接用于步骤2。所加入的聚合物单体在不存在表面活性剂的条件下进行聚合。在一些实施方式中，可选地进行步骤3。其中，步骤3的重复次数根据荧光强度、微球粒径大小等实际需求进行调整。在一些实施方式中，可选地进行步骤4。当进行步骤3时，则将步骤3得到的荧光微球分散到水中，然后向其中加入功能单体，反应后得到功能荧光微球。当未进行步骤3时，则将步骤2得到的荧光微球分散到水中，然后向其中加入功能单体，反应后得到功能荧光微球。在本专利技术的方法的制备种子微球过程中，由于荧光染料通过非共价作用良好地分散在聚合物单体中，因此随着聚合反应的进行，荧光染料有效地分散在微球内。在随后的步骤中，该种子荧光微球作为模板，通过在水性环境下，疏水性单体于固体表面发生聚合，而使得微球的直径可控地增加，且同样地由于荧光染料能够良好地分散聚合物单体中，在聚合过程使微球直径增加的同时，还有效地包埋荧光染料。在该包埋过程中，除了聚合物单体与荧光染料的非共价作用之外，荧光染料与荧光染料也存在非共价作用。因此在本专利技术的所有合成中，模板内各物质之间的非共价作用以及模板内与模板外荧光染料的非共价键作用，有效且协同地提高荧光染料的包埋率。在第二方面，本专利技术提供了一种由本专利技术的方法得到的荧光微球，该荧光微球具有均匀的直径，且荧光染料分散在整个微球内。更进一步地，本专利技术提供了通过本专利技术的方法制备的表面修饰有功能化基团，例如羧基、氨基、环氧基、磺酸基、氯甲基、醛基、羟基的荧光微球。附图说明图1示出了本专利技术的制备荧光微球的方法的示意性流程图；图2示出了(a)比较例1常规一步法制备的荧光微球和(b)实施例1根据本专利技术的方法制备的荧光微球的扫描电镜图；图3示出了(a)比较例2和实施例2在365nm的激光波长下的荧光光谱曲线以及(b)比较例2和实施例2的荧光微球在365nm波长的激发下发出的荧光；图4示出了荧光微球包埋甲基丙烯酸后的荧光光谱曲线；图5示出了荧光微球包埋甲基丙烯酸甲酯前后的荧光光谱曲线。具体实施方式下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本专利技术，本专利技术的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本专利技术，而非限制本专利技术。现将参照图1，对本申请的层层包埋法进行进一步的说明。在步骤1中，制备种子荧光微球。其中，聚合物单体为疏水性聚合物单体，例如为苯乙烯及其衍生物，例如苯乙烯、二乙烯苯、3,4-二氯苯乙烯；丙烯酸类聚合物，例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯等；优选苯乙烯及其衍生物，更优选苯乙烯。荧光染料能够溶解在所使用的聚合物单体中，并且为稀土螯合物荧光染料，例如铕螯合物染料，诸如Eu(DBM)3phen，Eu(DBM)3BPO；铽(Tb)三元配合物，诸如Tb(acac)3phen等，但不限于此。表面活性剂选自烷基磺酸盐或烷基硫酸盐，例如十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠。引发剂选自过硫酸盐类，例如过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠。在一具体实施方式中，在步骤1中，将稀土螯合物荧光染料溶解到聚合物单体中得到溶液A，将少量的表面活性剂溶解到超纯水中得到溶液B，然后将溶液A加入到溶液B中，乳化后形成稳定的乳液，搅拌一定时间，例如0.5～6h。在一定温度下，例如60～90℃下加入引发剂，引发聚合来制备种子荧光微球。其中，荧光染料/聚合物单体的质量比：0.005～1，优选0.01～0.8，更优选0.05～0.5；溶液B中表面活性剂的浓度为0.05～2wt％，优选0.08～1wt％；并且搅拌在80～500rpm下进行。在步骤2中，使种子微球的直径增加且均匀化。种子荧光微球得自于步骤1，聚合物单体可以与步骤1中所使用的单体相同或不同，优选选自苯乙烯及其衍生物。荧光染料可以与步骤1中的相同或不同，优选为稀土螯合物荧光染料，诸如铕螯合物染料。引发剂可与步骤1中的相同或不同，优选选自过硫酸盐类。荧光染料/聚合物单体比可与步骤1中的相同或不同，例如质量比为0.005～1，优选0.01～0.8，更优选0.05～0.5。反应温度60～90℃。该步骤无需表面活性剂。在一具体实施方式中，在步骤2中，将步骤1得到的荧光微球分散到超纯水中，形成溶液C，再将荧光染料溶解到聚合物单体中形成溶液D，将D加入到C溶液中，搅拌溶胀一定时间，加入引发剂，开始升温聚合，得到荧光微球。其中，溶胀时间为0.5～24h，搅拌在80～500rpm下进行。在步骤3中，n表示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备荧光微球的方法，包括：/n步骤1，提供聚合物单体和能够溶解在所述聚合物单体的荧光染料，随后使所述聚合物单体聚合以得到所述荧光染料分散于其内的种子微球；/n步骤2，将步骤1得到的种子微球分散在水中，加入含有所述荧光染料的聚合物单体溶液，随后使加入的聚合物单体在所述种子微球的表面聚合得到荧光微球；/n步骤3，可选地，重复一次或多次步骤2；/n步骤4，可选地，将前一步骤得到的荧光微球分散到水中，加入功能单体，反应后得到功能化的荧光微球。/n

【技术特征摘要】
1.一种制备荧光微球的方法，包括：
步骤1，提供聚合物单体和能够溶解在所述聚合物单体的荧光染料，随后使所述聚合物单体聚合以得到所述荧光染料分散于其内的种子微球；
步骤2，将步骤1得到的种子微球分散在水中，加入含有所述荧光染料的聚合物单体溶液，随后使加入的聚合物单体在所述种子微球的表面聚合得到荧光微球；
步骤3，可选地，重复一次或多次步骤2；
步骤4，可选地，将前一步骤得到的荧光微球分散到水中，加入功能单体，反应后得到功能化的荧光微球。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤1中，首先将所述荧光染料溶解在所述聚合物单体中，并且所述聚合物单体的聚合在表面活性剂的存在下进行。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在步骤2中，所述聚合物单体在不存在表面活性剂的条件下进行聚合。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述聚合物单体为疏水性单体，优选选自苯乙烯及其衍生物，并且所述荧光染料为稀土螯合物荧光染料，优...

【专利技术属性】
技术研发人员：周婷，刘枫，张晓倩，
申请(专利权)人：四川迈克生物新材料技术有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51