一种量子点荧光微球及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种量子点荧光微球及其制备方法，其制备方法包括：将量子点溶于由油溶性单体和交联剂形成的混合液内，得到油相混合物，其中，所述交联剂含有至少两个碳碳双键；将所述油相混合物分散在乳化剂溶液中，形成量子点胶束；将所述量子点胶束和引发剂加入水中，并在氮气保护下进行聚合反应，得到量子点种子微球；向所述聚合反应的体系内加入含环氧基、叠氮基或醛基的功能单体，所述量子点种子微球与所述功能单体进行接枝反应，反应结束后进行纯化处理，得到量子点荧光微球。本发明专利技术通过引入含环氧基、叠氮基或醛基的功能单体，使制得的量子点荧光微球可以以点击化学的方式标记生物分子，提高标记效率，并通过引入交联剂，实现低的非特异性吸附性能。

【技术实现步骤摘要】
一种量子点荧光微球及其制备方法
本专利技术涉及纳米生物材料
，具体而言，涉及一种量子点荧光微球及其制备方法。
技术介绍
量子点作为一种新型的荧光标记材料，与传统的荧光染料相比，具有激发波长范围宽、发射峰窄且耐光漂白的优良性质，在生物检测领域具有极大潜力。然而量子点本身粒径小、表面能高、不耐氧的缺点限制了其应用。将量子点包裹在聚合物微球中，可以提升量子点的光学稳定性、胶体稳定性和生物相容性。而表面功能化后的聚合物微球，其表面具有丰富的可修饰基团，可以与多肽、抗体、蛋白质、靶向配体等发生共价偶联，从而实现微球与蛋白质或其它生物分子的共价结合。羧基修饰的微球是目前使用较多的微球，由于羧基微球本身不具有直接和蛋白质反应的性能，因此在将微球与抗体、蛋白质等生物分子结合时，需要将羧基修饰的微球经1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)活化后再与生物分子的氨基反应生成酰胺键，实现微球-生物分子的共价键结合。然而EDC作为最常用的羧基活化试剂，在高浓度下会使微球表面电荷急剧降低，导致微球团聚；而浓度过低又会导致标记效率低，故往往需要尝试多次才能找到合适的比例。
技术实现思路
本专利技术旨在一定程度上解决现有羧基修饰的量子点荧光微球在标记生物分子时需要对微球进行活化，活化剂的浓度不易控制，从而降低标记效率。为解决上述问题，本专利技术提供了一种量子点荧光微球的制备方法，包括步骤：将量子点溶于由油溶性单体和交联剂形成的混合液内，得到油相混合物，其中，所述交联剂含有至少两个碳碳双键；将所述油相混合物分散在乳化剂溶液中，形成量子点胶束；将所述量子点胶束和引发剂加入水中，并在氮气保护下进行聚合反应，并在所述聚合反应进行预设时间后，向所述聚合反应的体系中滴加所述交联剂，得到量子点种子微球；向所述聚合反应的体系内加入含环氧基、叠氮基或醛基的功能单体，所述量子点种子微球与所述功能单体进行接枝反应，反应结束后进行纯化处理，得到表面具有点击化学衍生基团的量子点荧光微球，所述点击化学衍生基团为环氧基、叠氮基或醛基。较佳地，油溶性单体包括苯乙烯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸己酯、甲基丙烯酸己酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸异冰片酯和甲基丙烯酸异冰片酯中的一种。较佳地，所述交联剂包括乙二醇二丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,3-丙二醇二丙烯酸酯、1,3-丙二醇二甲基丙烯酸酯、1,3-丁二醇二丙烯酸酯、1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、四丙烯酸异戊四酯和四甲基丙烯酸异戊四酯中的至少一种。较佳地，所述混合液内所述油溶性单体与所述交联剂的质量比为(1-10):20，所述油相混合物内所述量子点的质量浓度为5％-50％。较佳地，所述含环氧基、叠氮基或醛基的功能单体包括甲基丙烯酸缩水甘油酯、烯丙基缩水甘油醚、环氧基聚乙二醇丙烯酸酯、环氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、叠氮基聚乙二醇丙烯酸酯、叠氮基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、醛基聚乙二醇丙烯酸酯、醛基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、4,4'-二叠氮二苯乙烯-2,2'-二磺酸二钠四水合物、丙烯醛、反-2-戊烯醛、3-(2-呋喃基)丙烯醛、3-二甲氨基丙烯醛、2-甲基丙烯醛和肉桂醛中的至少一种。较佳地，所述含环氧基、叠氮基或醛基的功能单体占所述量子点种子微球的质量比1-8％。较佳地，向所述聚合反应的体系中滴加所述交联剂的滴加速率为0.02-0.2mL/min。较佳地，所述将所述油相混合物分散在乳化剂溶液中，形成量子点胶束，包括步骤：将乳化剂溶解在水中形成乳液胶束，将所述油相混合物加入到所述乳液胶束内，在0-40℃下机械搅拌或超声震荡混合2-20min，形成量子点胶束；所述量子点胶束中，所述乳化剂的质量浓度为0.2％-25％。较佳地，所述将所述量子点胶束和引发剂加入水中，并在氮气保护下进行聚合反应步骤中，所述聚合反应的反应转化率大于或等于95％，且反应时间小于所述引发剂的半衰期。相对于现有技术，本专利技术提供的量子点荧光微球的制备方法具有以下优势：本专利技术通过引入含环氧基、叠氮基或醛基的功能单体，在微球表面引入环氧基、叠氮基或醛基，从而使得制得的量子点荧光微球可以以点击化学的方式标记生物分子，且进行生物分子标记时无需提供任何活化试剂，从而简化操作步骤，提高标记效率，且提高微球在偶联时的稳定性。另外，本专利技术通过引入交联剂，利用交联剂的亲水基往微球表面迁移、并与水形成氢键的特性，在微球表面形成乙氧基水化层，使得最终制的量子点荧光微球的表面只包括交联剂中的乙氧基链段以及功能基团，几乎没有疏水基团，从而使得量子点荧光微球表现出极低的非特异性吸附性能。本专利技术还提供一种量子点荧光微球，包括：微球本体以及包裹于所述微球本体内部的油溶性量子点，所述微球本体的表面修饰有包括乙氧基链段的水化层及连接于所述水化层表面的点击化学衍生基团，所述点击化学衍生基团为环氧基、叠氮基或醛基。相对于现有技术，本专利技术提供的量子点荧光微球具有以下优势：量子点荧光微球的表面具有一层水化层，使得微球表面几乎没有疏水基团，从而使得量子点荧光微球表现出极低的非特异性吸附性能。另外，量子点荧光微球表面还修饰有环氧基、叠氮基或醛基，采用量子点荧光微球标记生物分子时，这些基团适于与生物分子发生点击化学反应，且微球及生物分子均不用经活化处理，减少标记生物分子的操作步骤，提高标记效率及标记时微球的稳定性。本专利技术还提供一种量子点荧光微球的应用，所述量子点荧光微球应用于生物标记、生物分离和/或体外诊断领域。所述量子点荧光微球的应用与上述所述的量子点荧光微球的制备方法及量子点荧光微球相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。附图说明图1为本专利技术实施例所述的量子点荧光微球的制备方法的流程示意图；图2(a)为溶有量子点的油溶性单体/交联剂胶束，图2(b)为表面为乙二醇和碳碳双键的量子点种子微球，图2(c)为表面具有“可点击”基团的量子点荧光微球；图3为本专利技术实施例所述的量子点荧光微球的透射电镜图之一；图4为本专利技术实施例所述的量子点荧光微球的透射电镜图之二；图5为本专利技术实施例所述的量子点荧光微球标记抗体后在试纸条上的检测结果。具体实施方式量子点作为一种生物标记材料在生物医学检测领域具有重要应用。量子点荧光微球是将量子点包裹于聚合物微球中，不仅克服了量子点本身粒径小、不耐氧等缺陷，还能放大荧光检测信号，提高生物检测的灵敏度。量子点荧光微球常用作核酸、蛋白等的标记试剂。蛋白等的量子点标记通常采用共价偶联的方法，比如目前使用较多的羧基微球，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种量子点荧光微球的制备方法，其特征在于，包括步骤：/n将量子点溶于由油溶性单体和交联剂形成的混合液内，得到油相混合物，其中，所述交联剂含有至少两个碳碳双键；/n将所述油相混合物分散在乳化剂溶液中，形成量子点胶束；/n将所述量子点胶束和引发剂加入水中，并在氮气保护下进行聚合反应，并在所述聚合反应进行预设时间后，向所述聚合反应的体系中滴加所述交联剂，得到量子点种子微球；/n向所述聚合反应的体系内加入含环氧基、叠氮基或醛基的功能单体，所述量子点种子微球与所述功能单体进行接枝反应，反应结束后进行纯化处理，得到表面具有点击化学衍生基团的量子点荧光微球，所述点击化学衍生基团为环氧基、叠氮基或醛基。/n

【技术特征摘要】
1.一种量子点荧光微球的制备方法，其特征在于，包括步骤：
将量子点溶于由油溶性单体和交联剂形成的混合液内，得到油相混合物，其中，所述交联剂含有至少两个碳碳双键；
将所述油相混合物分散在乳化剂溶液中，形成量子点胶束；
将所述量子点胶束和引发剂加入水中，并在氮气保护下进行聚合反应，并在所述聚合反应进行预设时间后，向所述聚合反应的体系中滴加所述交联剂，得到量子点种子微球；
向所述聚合反应的体系内加入含环氧基、叠氮基或醛基的功能单体，所述量子点种子微球与所述功能单体进行接枝反应，反应结束后进行纯化处理，得到表面具有点击化学衍生基团的量子点荧光微球，所述点击化学衍生基团为环氧基、叠氮基或醛基。


2.如权利要求1所述的量子点荧光微球的制备方法，其特征在于，所述油溶性单体包括苯乙烯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸己酯、甲基丙烯酸己酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸异冰片酯和甲基丙烯酸异冰片酯中的一种。


3.如权利要求2所述的量子点荧光微球的制备方法，其特征在于，所述交联剂包括乙二醇二丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,3-丙二醇二丙烯酸酯、1,3-丙二醇二甲基丙烯酸酯、1,3-丁二醇二丙烯酸酯、1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、四丙烯酸异戊四酯和四甲基丙烯酸异戊四酯中的至少一种。


4.如权利要求3所述的量子点荧光微球的制备方法，其特征在于，所述混合液内所述油溶性单体与所述交联剂的质量比为(1-10):20，所述油相混合物内所述量子点的质量浓度为5％-50％。


5.如权利要求1所述的量子点荧光微球的制备方法，其特征在于，所述含环氧基、叠氮基或醛基...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞代文，林乐平，朱小波，郭三维，朱东亮，董博然，徐越，
申请(专利权)人：武汉珈源同创科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42