一种单分散聚合物荧光微球的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种单分散聚合物荧光微球的制备方法，包括下列步骤：（1）采用配位反应合成含铕的三元配合物；（2）采用无皂乳液聚合法制备羧基聚苯乙烯微球；（3）通过一步种子溶胀法将铕的配合物渗透入功能微球内部，得到荧光物质包裹于微球内部的荧光羧基聚苯乙烯微球。本发明专利技术采用的是一步溶胀法获得包埋有荧光的功能微球，所用于溶胀的种子微球来源于无皂乳液聚合方式得到的羧基乳胶微球，操作简单，所得微球尺寸均一可控，表面规整。表面规整。表面规整。

【技术实现步骤摘要】
一种单分散聚合物荧光微球的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种单分散聚合物荧光微球的制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，聚合物微球因其形态结构规整稳定、单分散性良好、比表面积可调、粒径分布窄、表面可功能化等特点受到了广泛的研究和关注，在生物医学、临床化学分析、免疫检测等高新
得到了一致青睐。如血液细胞待测抗原检测、血流分析、药物筛选等。通过苯乙烯与羧基功能单体的共聚反应来使微球表面功能化，从而达到可标记的高分子免疫乳胶，但国内外目前产出的高分子微球大多为乳白色，对比度不明显，不易为肉眼所见。因此对微球进行染色或荧光标记，使微球带有色彩或荧光信号是目前发展的趋势。尤其是当通过微球表面功能基团交联上抗体（或抗原）后成为高分子免疫乳胶，可通过特异性乳胶凝聚反应检测出与之对应的抗原（或抗体），此方法简洁、快速、肉眼可察易于检测，从而大幅度提高了检测的灵敏度。
[0003]与活性分子进行反应的微球表面的功能基团可通过后修饰法和一步法得到，后修饰法需通过多步聚合反应，大大增加了时间人力成本，微球形态可能受到影响；一步法是在制备微球过程中直接引入功能单体聚合，该法操作过程简洁有效，并且表面所得基团可调。
[0004]在荧光材料方面，稀土有机配合物具有较长的荧光寿命、良好的光稳定性、窄而对称的发射谱，较大的Stokes位移，较为理想的生物相容性等性能，使其所结合成的荧光微球在生物标记、活体成像以及时间分辨荧光分析、荧光免疫层析等方面获得很好的应用。将荧光物质固定到微球上主要分为物理法和化学法两类制备方式，包括聚合包覆法，包埋法、直接吸附法，表面修饰法、化学键合法等。聚合包覆法是在单体聚合过程中，添加荧光物质，使其包覆到微球内部，但此法大多会使聚合反应受阻甚至不聚合，并且影响最终荧光微球的数量和尺寸分布。通过表面吸附法使得荧光物质包覆在微球外端，会导致功能基团的损失，使检测的灵敏度下降。表面修饰法是荧光分子与微球表面的功能团反应，从而达到修饰效果，虽得到的荧光微球荧光强度高，但化学修饰占据太多表面功能基团，同样存在直接吸附法中的弊端，化学键合虽得到的荧光寿命长，但此法易造成微球表面的粘连，难以得到单分散性良好的微球，同时经过化学键合后，荧光分子的结构及性质有可能发生改变。而物理包埋法是将荧光物质包覆在微球内部，维持了微球的荧光强度，并具可调的包覆率，对微球原始形态以及表面不造成任何影响。
[0005]聚合物荧光功能微球结合了聚合物微球的高活性表面积、单分散，荧光物质的特异性、发光效率高、长寿命以及微球表面基团的可调节性及可标记性，使其在荧光免疫层析技术中实现了通过荧光示踪对检测结果进行精准定量，获得可观的信噪比、灵敏度以及检测范围。
[0006]目前，制备聚合物羧基荧光微球的报道较多，但仍然缺少一种简易有效的制备技术来获得尺寸均一可控、单分散性好、荧光强度高并且稳定的高分子微球。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种尺寸均一可控、表面羧基密度可调、荧光强度高的单分散聚合物荧光微球的制备方法。
[0008]本专利技术的技术解决方案是：一种单分散聚合物荧光微球的制备方法，其特征是：包括下列步骤：（1）采用配位反应合成含铕的三元配合物；（2）采用无皂乳液聚合法制备羧基聚苯乙烯微球；（3）通过一步种子溶胀法将铕的配合物渗透入功能微球内部，得到荧光物质包裹于微球内部的荧光羧基聚苯乙烯微球。
[0009]步骤（1）的具体方法是：取含铕化合物溶于乙醇中得到A溶液，取无水乙醇溶入二苯甲酰甲烷和邻菲罗啉形成配体溶液B置于40 ~ 60℃水浴中通过磁力搅拌进行分散，然后将A溶液分2 min滴入或2秒钟滴入B溶液中，溶液通过酸碱调节剂来调节总溶液pH至6-7，之后继续反应；经过陈化，抽滤，洗涤，干燥，最终得到浅黄色铕的配合物。
[0010]步骤（1）中，所使用的含铕化合物用量与所用溶剂乙醇用量比为0.5 g:15 mL~ 1 g:40 mL；所述B溶液中的二苯甲酰甲烷和邻菲罗啉质量比为2 ~ 4，二苯甲酰甲烷与所用溶剂无水乙醇用量比为1 g : 15 mL~ 1 g : 20 mL；A溶液与B溶液的体积比为1:0.5 ~ 1:1；步骤（1）所述含铕化合物选自下列物质：三氟甲磺酸铕、氧化铕、硝酸铕(III) 六水合物、无水氯化铕(III)、溴化铕(II)、无水氟化铕(III)。
[0011]步骤（2）中无皂乳液聚合法为：取分散水系于水浴槽中，在氮气保护下，先后加入苯乙烯单体和功能单体，通过电子数显搅拌器搅拌均匀，15 min后，向单体体系中加入基于苯乙烯单体用量的0.1 ~ 0.55 wt%的引发剂进行溶解，然后水浴加热，到聚合温度后停留保持4 ~ 24 h进行聚合反应，得到羧基聚苯乙烯微球种子乳液。
[0012]步骤（2）的聚合反应在200 ~ 600 rpm搅拌速度下进行，聚合温度为60 ~ 80℃；加入引发剂与开始加热间隔时间为30 ~ 60 min；苯乙烯与功能单体体积比为0.1 ~ 0.4：1；步骤（2）所述功能反应单体选自下组：甲基丙烯酸、甲基丙烯酸-2-氨基乙酯盐酸盐、甲基丙烯酸二甲氨基丙酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸二乙氨基丙酯、丙烯酸、丙烯酸二甲氨基丙酯、丁烯酸；步骤（2）所述引发剂为水相引发剂，为过硫酸钾、过硫酸钾与硫代硫酸钠的混合物、过硫酸铵或高锰酸钾与草酸的混合物中的一种或几种。
[0013]步骤（3）中，将羧基功能化微球种子乳液分散于溶胀介质中，将步骤（1）得到的含铕三元配合物溶于溶胀剂中，微球与配合物两者体积比为25：1~32：1，混合均匀后避光进行溶胀反应；通过旋转蒸发仪去除溶胀剂；之后，对剩余微球加入去离子水稀释，对微球表面进行超声清洗，反复操作5 ~ 6次，通过高速离心，去除上清液，获得荧光微球沉淀物。
[0014]步骤（3）中，溶胀温度为室温；溶胀反应搅拌速度为200 ~ 600 rpm；溶胀反应搅拌时间为3 ~ 24 h；羧基聚苯乙烯微球种子乳液体积是溶胀介质体积的0.5 ~ 1倍；步骤（3）所述溶胀介质选自下组：十二烷基硫酸钠、月桂酸钾、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十二烷基氯化铵。优选的溶胀介质浓度为0.25 wt% ~ 0.5 wt%；步骤（3）所述溶胀剂选自下组：四氢呋喃、四氯甲烷、三氯甲烷、二氯甲烷，己烯丙酮、甲苯、二氯乙烷、己二酸二辛酯、正辛烷、正己烷或以上的不同组合,优选的溶胀剂所用体积为
5 ~ 30 mL。
[0015]步骤（3）中还加入稳定剂；所述稳定剂为含铕三元配合物、十六烷、十六醇、聚乙烯醇、葡萄糖中的一种或几种。
[0016]本专利技术采用的是一步溶胀法获得包埋有荧光的功能微球，所用于溶胀的种子微球来源于无皂乳液聚合方式得到的羧基乳胶微球，操作简单，所得微球尺寸均一可控，表面规整。
[0017]本专利的有益效果还在于：1）本专利技术选取了稀土有机配合物作为荧光物质，有效地改善了微球荧光强度弱及荧光不稳定等问题。
[0018]2）选取了无皂乳液的聚合方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单分散聚合物荧光微球的制备方法，其特征是：包括下列步骤：（1）采用配位反应合成含铕的三元配合物；（2）采用无皂乳液聚合法制备羧基聚苯乙烯微球；（3）通过一步种子溶胀法将铕的配合物渗透入功能微球内部，得到荧光物质包裹于微球内部的荧光羧基聚苯乙烯微球。2. 根据权利要求1所述的单分散聚合物荧光微球的制备方法，其特征是：步骤（1）的具体方法是：取含铕化合物溶于乙醇中得到A溶液，取无水乙醇溶入二苯甲酰甲烷和邻菲罗啉形成配体溶液B置于40 ~ 60℃水浴中通过磁力搅拌进行分散，然后将A溶液分2 min滴入或2秒钟滴入B溶液中，溶液通过酸碱调节剂来调节总溶液pH至6-7，之后继续反应；经过陈化，抽滤，洗涤，干燥，最终得到浅黄色铕的配合物。3. 根据权利要求2所述的单分散聚合物荧光微球的制备方法，其特征是：步骤（1）中，所使用的含铕化合物用量与所用溶剂乙醇用量比为0.5 g:15 mL~ 1 g:40 mL；所述B溶液中的二苯甲酰甲烷和邻菲罗啉质量比为2 ~ 4，二苯甲酰甲烷与所用溶剂无水乙醇用量比为1 g : 15 mL~ 1 g : 20 mL；A溶液与B溶液的体积比为1:0.5 ~ 1:1；步骤（1）所述含铕化合物选自下列物质：三氟甲磺酸铕、氧化铕、硝酸铕(III) 六水合物、无水氯化铕(III)、溴化铕(II)、无水氟化铕(III)。4. 根据权利要求1、2或3所述的单分散聚合物荧光微球的制备方法，其特征是：步骤（2）中无皂乳液聚合法为：取分散水系于水浴槽中，在氮气保护下，先后加入苯乙烯单体和功能单体，通过电子数显搅拌器搅拌均匀，15 min后，向单体体系中加入基于苯乙烯单体用量的0.1 ~ 0.55 wt%的引发剂进行溶解，然后水浴加热，到聚合温度后停留保持4 ~ 24 h进行聚合反应，得到羧基聚苯乙烯微球种子乳液。5. 根据权利要求4所述的单分散聚合物荧光微球的制备方法，其特征是：步骤（2）的聚合反应在200 ~ 600 rp...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨承凤，周梦圆，
申请(专利权)人：安徽为臻生物工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：