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基于钙钛矿纳米晶的荧光编码微球的制备方法、编码方法技术

技术编号:40977700 阅读:4 留言:0更新日期:2024-04-18 21:25
本申请涉及生物材料技术领域,主要涉及一种基于钙钛矿纳米晶的荧光编码微球的制备方法、编码方法,制备方法包括以下步骤:(1)通过溶胶凝胶法制备得到介孔氧化硅纳米颗粒;(2)在介孔氧化硅纳米颗粒的介孔内原位生长钙钛矿纳米晶,得到复合荧光纳米颗粒;(3)对复合荧光纳米颗粒表面进行氨基修饰,与表面羧基修饰的微米母球进行组装,得到荧光编码微球。本申请首先将钙钛矿纳米晶用于液相芯片法中荧光编码微球的构建,所制得的荧光编码微球在水相稳定好,具有良好的荧光性能,钙钛矿纳米晶与介孔氧化硅纳米颗粒复合后应用在母子球组装中,能大大提高荧光编码微球的编码数量,可以实现更进一步的多重检测并适用更多的检测场景。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及生物材料,主要涉及一种基于钙钛矿纳米晶的荧光编码微球的制备方法、编码方法


技术介绍

1、液相芯片法,又称为悬浮阵列或流式荧光技术,以荧光编码微球/磁珠为核心,以流式细胞术作为分析手段,被广泛应用于免疫分析、核酸检测等领域。其基本原理是利用一束激光激发微球本身荧光信号实现荧光编码微球种类的鉴别与解码,另一束激光激发微球上的报告分子,通过报告荧光的强弱确定目标分子数量的多寡,从而实现多指标并行分析,具有反应动力学快、检测灵活度好、通量高等优点。其中,编码微球作为识别和捕获目标分子的关键载体,应具有编码简单稳定、解码迅速准确、活性位点丰富、检测背景信号低等特点。

2、目前商业化的液相芯片系统,如luminex公司和bd公司的产品,均使用有机荧光染料编码的磁性聚苯乙烯微球,但有机荧光染料作为荧光编码材料存在抗光漂白性差,容易淬灭等缺点,同时其stokes位移小,宽发射窄吸收的光谱特性使得可利用的荧光染料种类少,编码信号间容易发生荧光串扰。

3、近年来,量子点作为一种新型荧光纳米材料,与传统荧光染料相比具有发射光谱窄、光稳定性好、量子产率高、stokes位移大等特性,已被用于光学编码材料的制备与高通量分析检测。传统量子点主要由ii-vi族、iii-v族、iv-vi族或vi族元素构成,如cdse、cds、inp等,通过改变粒径大小即可获得发射波长覆盖整个可见光波段的不同颜色的量子点,且可被单个短波长激发光源激发。现阶段量子点荧光编码微球主要通过溶胀法制备,这种方法通过溶剂的渗透作用将量子点嵌入预先制备的多孔有机微球中,但该方法容易引起量子点泄露,导致编码微球光学性能不稳定。尽管有研究通过聚合物封装或氧化硅层包被等方式有效降低了量子点的泄露,但又会造成颗粒团聚与荧光强度的大幅度降低。同时将两种量子点通过溶胀方法装载到微球中时,很难控制量子点在微球内部的分布,微球内量子点的聚集容易产生荧光淬灭,也容易造成不同量子点间的荧光共振能量转移。

4、全无机钙钛矿纳米晶作为一种新型的量子点材料,比起传统量子点光学性能更为优异,低毒环保且合成方法简单,具有广阔的应用前景,目前在标记、检测等领域得到了初步的应用。 但钙钛矿量子点的离子型晶体特性使其对极性溶剂(水、乙醇等)非常敏感,水溶液中发光性能的不稳定使其极少应用于生物检测,仍无法替代传统量子点用于液相芯片技术中荧光编码微球的构建。

5、因此,现有技术还有待于改进和发展。


技术实现思路

1、鉴于上述现有技术的不足,本申请的目的在于提供一种基于钙钛矿纳米晶的荧光编码微球的制备方法、编码方法,旨在解决现有钙钛矿量子点在水溶液中发光性能不稳定的问题。

2、本申请的技术方案如下:

3、第一方面,本申请提供一种基于钙钛矿纳米晶的荧光编码微球的制备方法,其中,包括以下步骤:

4、(1)制备介孔氧化硅纳米颗粒:通过溶胶凝胶法制备得到所述介孔氧化硅纳米颗粒;

5、(2)制备复合荧光纳米颗粒:在所述介孔氧化硅纳米颗粒的介孔内原位生长钙钛矿纳米晶,得到复合荧光纳米颗粒;

6、(3)组装荧光编码微球:对所述复合荧光纳米颗粒表面进行氨基修饰,与表面羧基修饰的微米母球进行组装,得到荧光编码微球。

7、本申请首先将钙钛矿纳米晶用于液相芯片法中荧光编码微球的构建,通过本申请提供的制备方法制得的荧光编码微球在水相稳定好,具有良好的荧光性能,钙钛矿纳米晶与介孔氧化硅纳米颗粒复合后应用在母子球组装中,有利于提高荧光编码微球的编码数量并实现更进一步的多重检测并适用更多的检测场景。

8、进一步地,所述介孔氧化硅纳米颗粒的粒径为150nm-250nm,介孔的孔径为2-8nm。

9、进一步地,所述通过溶胶凝胶法制备得到所述介孔氧化硅纳米颗粒的步骤包括:

10、将100-200mg模板剂溶于25ml去离子水中,加入7-10ml共溶剂和50μl催化剂,在60℃下搅拌至澄清,随后滴加1-2 ml硅源,继续在60℃下搅拌2小时,得到凝胶;

11、将凝胶用乙醇和水多次交替离心洗涤,干燥过夜后,在550℃-650℃下烧结6-8小时后,得到介孔氧化硅纳米颗粒;

12、所述模板剂为ctab或f127中的一种;

13、所述共溶剂为乙醇;

14、所述催化剂为碱性溶液,所述碱性溶液为氨水或三乙醇胺中的一种;

15、所述硅源为正硅酸四乙酯。

16、进一步地,所述在所述介孔氧化硅纳米颗粒的介孔内原位生长钙钛矿纳米晶的步骤包括:

17、将钙钛矿原料溶于去离子水中,超声至溶液澄清得到前驱体溶液;

18、将所述介孔氧化硅纳米颗粒分散于去离子水中得到介孔氧化硅纳米颗粒悬浮液;

19、将介孔氧化硅纳米颗粒悬浮液加入到所述前驱体溶液中,在80℃下搅拌直至溶液蒸干得到粉末,将粉末收集后用无水乙醇反复洗涤直至所述粉末变为白色,干燥过夜,在400-550℃下烧结30-60分钟,研磨后用去离子水洗涤两次,得到复合荧光纳米颗粒;

20、所述钙钛矿原料为csx和pbx2,所述csx和pbx2在所述前驱体溶液中的摩尔比为1:1,x为卤族元素cl、br和i中的至少一种。

21、进一步地,所述对所述复合荧光纳米颗粒表面进行氨基修饰,与表面羧基修饰的微米母球进行组装的步骤包括:

22、将所述复合荧光纳米颗粒通过氨基硅烷偶联剂进行表面氨基修饰后作为荧光子球分散于mest缓冲液中得到子球溶液;

23、将表面羧基修饰的微米母球分散于mest缓冲液中得到母球溶液,加入edc和nhs,超声分散活化后,将母球溶液加入子球溶液中,再经过超声分散后在金属浴室温下震荡混合不小于3小时,离心去除上清液,加入质量百分浓度为0.1%的sds溶液清洗,重复离心和清洗多次完成洗涤,得到组装后的所述荧光编码微球。

24、进一步地,所述复合荧光纳米颗粒经过表面氨基修饰后,所述复合荧光纳米颗粒表面的zeta电位为-5mv~0mv。

25、进一步地,所述微米母球为二氧化硅微球和聚苯乙烯微球中的一种,所述微米母球的粒径为1-10μm;所述mest缓冲液包括10mmol mes和0.02wt%吐温,ph为4.5。

26、进一步地,所述微米母球表面羧基基团的修饰含量为1-10μeq/g。

27、第二方面,本申请还提供一种基于钙钛矿纳米晶的荧光编码微球的编码方法,其中,从以下三种方式中至少选择一种以制备不同的基于钙钛矿纳米晶的荧光编码微球:

28、方式一、按照如第一方面所述的方法制备基于钙钛矿纳米晶的荧光编码微球,其中,在步骤(3)时,通过采用不同组装比例的复合荧光纳米颗粒和微米母球进行组装,得到不同荧光强度的荧光编码微球;

29、方式二、按照如第一方面所述的方法制备基于钙钛矿纳米晶的荧光编码微球,其中,在步骤(3)时,采用不同尺寸的微米母本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于钙钛矿纳米晶的荧光编码微球的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于钙钛矿纳米晶的荧光编码微球的制备方法,其特征在于,所述介孔氧化硅纳米颗粒的粒径为150nm-250nm,介孔的孔径为2-8nm。

3.根据权利要求2所述的基于钙钛矿纳米晶的荧光编码微球的制备方法,其特征在于,所述通过溶胶凝胶法制备得到所述介孔氧化硅纳米颗粒的步骤包括:

4.根据权利要求1所述的基于钙钛矿纳米晶的荧光编码微球的制备方法,其特征在于,所述在所述介孔氧化硅纳米颗粒的介孔内原位生长钙钛矿纳米晶的步骤包括:

5.根据权利要求1所述的基于钙钛矿纳米晶的荧光编码微球的制备方法,其特征在于,所述对所述复合荧光纳米颗粒表面进行氨基修饰,与表面羧基修饰的微米母球进行组装的步骤包括:

6.根据权利要求5所述的基于钙钛矿纳米晶的荧光编码微球的制备方法,其特征在于,所述复合荧光纳米颗粒经过表面氨基修饰后,所述复合荧光纳米颗粒表面的zeta电位为-5mV~0mV。

7.根据权利要求5所述的基于钙钛矿纳米晶的荧光编码微球的制备方法,其特征在于,所述微米母球为二氧化硅微球和聚苯乙烯微球中的一种,所述微米母球的粒径为1-10μm;所述MEST缓冲液包括10mmol MES和0.02wt%吐温,pH为4.5。

8.根据权利要求7所述的基于钙钛矿纳米晶的荧光编码微球的制备方法,其特征在于,所述微米母球表面羧基基团的修饰含量为1-10μEq/g。

9.一种基于钙钛矿纳米晶的荧光编码微球的编码方法,其特征在于,从以下三种方式中至少选择一种以制备不同的基于钙钛矿纳米晶的荧光编码微球:

10.根据权利要求9所述的基于钙钛矿纳米晶的荧光编码微球的编码方法,其特征在于,方式一中,所述通过采用不同组装比例的复合荧光纳米颗粒和微米母球进行组装的步骤包括:

...

【技术特征摘要】

1.一种基于钙钛矿纳米晶的荧光编码微球的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于钙钛矿纳米晶的荧光编码微球的制备方法,其特征在于,所述介孔氧化硅纳米颗粒的粒径为150nm-250nm,介孔的孔径为2-8nm。

3.根据权利要求2所述的基于钙钛矿纳米晶的荧光编码微球的制备方法,其特征在于,所述通过溶胶凝胶法制备得到所述介孔氧化硅纳米颗粒的步骤包括:

4.根据权利要求1所述的基于钙钛矿纳米晶的荧光编码微球的制备方法,其特征在于,所述在所述介孔氧化硅纳米颗粒的介孔内原位生长钙钛矿纳米晶的步骤包括:

5.根据权利要求1所述的基于钙钛矿纳米晶的荧光编码微球的制备方法,其特征在于,所述对所述复合荧光纳米颗粒表面进行氨基修饰,与表面羧基修饰的微米母球进行组装的步骤包括:

6.根据权利要求5所述的基于钙钛矿纳米晶的荧光编码微球的制备方法,其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员:顾桐旭钟嘉俊白鹏利
申请(专利权)人:季华实验室
类型:发明
国别省市:

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