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，其制备方法包括步骤：将量子点溶于油溶性单体和(甲基)丙烯酸醇酯类交联剂形成的混合液内，得到油相混合物；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，得到表面为乙二醇的量子点种子微球，然后向反应体系内加入羧基单体，所述表面为乙二醇的量子点种子微球与所述羧基单体进行接枝反应，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(甲基)丙烯酸醇酯类交联剂，使制的量子点荧光微球的表面只包括交联剂中的乙二醇的链段以及羧基基团，从而实现较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，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。而为解决量子点本身粒径小、表面能高、不耐氧的缺点，通常将量子点包裹在聚合物微球中，以此提升量子点的光学稳定性、胶体稳定性和生物相容性，且聚合物微球表面具有丰富的可修饰基团，可以与多肽、抗体、蛋白质、靶向配体结合。现有量子点荧光微球的方法主要分为溶胀法、层层自组装法、疏水包覆法以及乳液聚合法，但上述方法均涉及到用聚苯乙烯等疏水性高分子包裹量子点形成稳定的核壳型量子点荧光微球，然后通过表面化学修饰增加微球的水溶性与可修饰基团，这使得量子点微球存在非特异性吸附偏高的问题。目前降低荧光微球表面非特异性吸附的主要途径是通过表面化学接枝，但接枝链段难以做到在微球表面均匀分布，接枝链段在水溶液中的自由运动仍会将聚苯乙烯的表面暴露出来造成非特异性吸附。
技术实现思路
本专利技术旨在一定程度上解决现有量子点荧光微球的非特异性吸附较高的问题。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：将量子点溶于油溶性单体和(甲基)丙烯酸醇酯类交联剂形成的混合液内，得到油相混合物；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，得到表面为乙二醇的量子点种子微球，然后向反应体系内加入羧基单体，所述表面为乙二醇的量子点种子微球与所述羧基单体进行接枝反应，反应结束后进行纯化处理，得到量子点荧光微球。可选地，油溶性单体包括苯乙烯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸月桂酯和(甲基)丙烯酸异冰片酯中的一种；所述(甲基)丙烯酸醇酯类交联剂包括乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,3-丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯和四(甲基)丙烯酸异戊四酯中的至少一种。可选地，所述混合液内所述油溶性单体与所述(甲基)丙烯酸醇酯类交联剂的质量比为(1-10):20，所述油相混合物内所述量子点的质量浓度为5％-50％。可选地，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；其中，所述乳化剂包括聚丙烯酸、油酸钠、十二烷基磺酸钠、聚乙二醇类、聚乙烯醇类和聚乙烯基吡咯烷酮类中的至少一种。可选地，所述量子点胶束中，所述乳化剂的质量浓度为0.5％-25％。可选地，所述羧基单体包括(甲基)丙烯酸、衣康酸和顺丁烯二酸中的至少一种；所述引发剂包括过硫酸钾、过硫酸铵、偶氮二异丁基脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐和偶氮二异丙基咪唑啉中的至少一种。可选地，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。可选地，所述羧基单体与所述表面为乙二醇的量子点种子微球的质量比为(1-4):20。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(甲基)丙烯酸醇酯类交联剂，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二醇的链段以及羧基基团，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。本专利技术另一目的在于提供一种量子点荧光微球，以解决现有技术中量子点荧光微球的非特异性吸附较高的问题。为达到上述目的，本专利技术的技术方案时这样实现的：一种量子点荧光微球，所述量子点荧光微球根据上述所述的量子点荧光微球的制备方法制得。本专利技术第三目的在于提供一种量子点荧光微球的应用，以解决现有技术中量子点荧光微球的非特异性吸附较高的问题。为达到上述目的，本专利技术的技术方案时这样实现的：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和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)为表面为乙二醇的量子点种子微球，图2(c)为羧基化量子点荧光微球；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。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。需要说明，本专利技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变，所述的连接可以是直接连接，也可以是间接连接。另外，术语“包含”、“包括”、“含有”、“具有”的含义是非限制性的，即可加入不影响结果的其它步骤和其它成分。如无特殊说明的，材料、设备、试剂均为市售。此外，本专利技术虽然对制备中的各步骤进行了如S1、S2、S3等形式的描述，但此描述方式仅为了便于理解，如S1、S2、S3等形式并不表示对各步骤先后顺序的限定。量子点荧光微球是一类特殊的功能微球，在许多领域尤其是在生物医学领域方面有重要的应用。例如，量子点荧光微球应用于DNA微阵列技术具有更低的成本和较高的灵敏度，在医学诊断和药物筛选中的作用日益凸显。造成量子点荧光微球非特异性吸附的主要原因是疏水作用和静电作用，当固体表面带有疏水性基团(比如聚苯乙烯)时，聚合物微球表面会由于疏水作用产生非特异性吸附；对于聚合物微球表面的丙烯酸类亲水基团，过多的羧基会增强氢键，其作用力的存在也会产生非特异性吸附。荧光微球表面上的非特异性吸附不仅会降低微球的分离效果及特异性反应效率，有时还会影响蛋白质的三维结构，使其变得结构松散，导致蛋白质在基质表面发生构型的延展，严重时会发生蛋白质变性、失活，而且在检疫测定中会增加背景信号，降低信噪比甚至可能造成虚假信号。现有的用于降低荧光微球表面非特异性吸附的主要途径是增加材料表面亲水性，具体方法是对其表面进行化学接枝修饰，主要有以下两种：“由表面接枝”(graftingfrom)，表面聚合物接枝效率较高，并可以调节接枝的密度，但是表面共价接枝聚合往往需要加入引发剂等化学试剂，并且需要本文档来自技高网...

【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将量子点溶于油溶性单体和(甲基)丙烯酸醇酯类交联剂形成的混合液内，得到油相混合物；/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，得到表面为乙二醇的量子点种子微球，然后向反应体系内加入羧基单体，所述表面为乙二醇的量子点种子微球与所述羧基单体进行接枝反应，反应结束后进行纯化处理，得到量子点荧光微球。/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：
将量子点溶于油溶性单体和(甲基)丙烯酸醇酯类交联剂形成的混合液内，得到油相混合物；
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，得到表面为乙二醇的量子点种子微球，然后向反应体系内加入羧基单体，所述表面为乙二醇的量子点种子微球与所述羧基单体进行接枝反应，反应结束后进行纯化处理，得到量子点荧光微球。


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、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸月桂酯和(甲基)丙烯酸异冰片酯中的一种；
所述(甲基)丙烯酸醇酯类交联剂包括乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,3-丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯和四(甲基)丙烯酸异戊四酯中的至少一种。


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，所述混合液内所述油溶性单体与所述(甲基)丙烯酸醇酯类交联剂的质量比为(1-10):20，所述油相混合物内所述量子点的质量浓度为5％-50％。


4.如权利要求1-3中任一项所述的量子点荧光微球的制备方法，其特征在于，所述将所述油相混合物分散在乳化剂溶...

【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