本发明专利技术公开了一种量子点-琼脂糖复合微球，该复合微球是以蜂窝状的琼脂糖凝胶微球为基体，基体的孔隙中填充有改性量子点，孔隙的内壁上附着有一层聚乙烯亚胺，聚乙烯亚胺中的胺基通过醛基与改性量子点上的胺基交联成一体；本发明专利技术的复合微球量子点浓度高（包被量大）、化学性质稳定，可避免量子点的泄露；本发明专利技术还相应公开了一种该量子点-琼脂糖复合微球的制备方法，包括制备混合溶液、添加填充介质和添加交联剂等工艺步骤；该制备方法操作简单，便于推广和应用，且无需采用聚合物凝胶进行特殊修饰。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术主要涉及到量子点复合物微球，具体涉及。
技术介绍
量子点(Quantum Dots, QDs)又可称为半导体纳米晶体(Semicondutor Nanocrystal )，是一种由II-VI族或III-V族元素组成的、尺寸为Inm 20nm的纳米晶体。 量子点具有摩尔吸光系数大、激发波长宽且连续、发射波长窄且对称、斯托克斯位移大、荧光寿命长、不易光漂白等优良性质，并且其荧光光谱随量子点的尺寸形状而改变，因此，量子点广泛应用于生物标记、发光二极管、激光、太阳能电池等光电子器件以及信息存储等领域。琼脂糖是由β-D-批喃半乳糖和α-L-吡喃半乳糖基为结构单位的多糖聚合物，具有多孔结构、生物相容性好的凝胶体系，广泛应用于亲和层析和免疫分析。将量子点和凝胶体系杂合构建量子点的凝胶复合物可以充分发挥二者的优势，有望应用于荧光标记、免疫分析、 催化等领域。一般的量子点复合微球，基于物理包埋或者共价交联方法，将量子点包被进入凝胶微球中，从而获得量子点复合微球。前者比如Gong等基于氢键相互作用，将水溶性量子点包被进入N-异丙基丙烯酰胺水凝胶中，发展了温度敏感的量子点聚合物微球 (Incorporating Fluorescent CdTe Nanocrystals into a Hydrogel via Hydrogen Bonding: Toward Fluorescent Microspheres with Temperature-Responsive Properties, Yanjun Gong, Mingyuan Gaoj Dayang Wang, and Helmuth M hwald, Chem. Mater. , 2005，17 (10)，洲48 -洲53)，Kimng釆用氢键相互作用，发展了量子点的 pH 口向应的凝胶聚合物微球(Fabrication of Multicolor-Encoded Microspheres by Tagging Semiconductor Nanocrystals to Hydrogel Spheres, Min Kuangj Dayang Wang, Haobo Baoj Mingyuan Gaoj Helmuch M hwaldl, and Ming Jiang, Adv. Mater.，2005， 17 (3)，267 - 270),这种方法操作简单，但是物理包埋大多基于非共价作用，不能有效将量子点固定于凝胶微球上，获得的量子点复合微球化学性质不够稳定，容易发生颗粒的泄露；后者，比如Salcher在聚合物凝胶表面修饰氨基和巯基，基于氨基、巯基对于量子点的配位结合作用，将量子点固定在凝胶微球中(CdSe/CdS nanoparticles immobilized on pNIPAm—based microspheres Andrea Salcher, Marija S. Nikolic, Santiago Casado, Marisela Velez, Horst Weller and Beatriz H. Juarez, J. Mater. Chem. , 2010, 20, 1367-1374)，这种方法虽然可以有效地使量子点固定于凝胶微球上，但量子点不能浓缩大量进入凝胶微球，包被量不大，而且需要聚合物凝胶的特殊修饰。因此，现有的量子点复合微球，量子点的浓度比较低(包被量小)，而且有些化学性质不稳定，容易发生量子点泄露。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种量子点浓度高(包被量大)、化学性质稳定的量子点-琼脂糖复合微球，并且相应提供一种包被量大、无需对聚合物凝胶进行特殊修饰的量子点-琼脂糖复合微球的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案一种量子点-琼脂糖复合微球，所述复合微球是以蜂窝状的琼脂糖凝胶微球为基体， 所述基体的孔隙中填充有改性量子点，所述孔隙的内壁上附着有一层聚乙烯亚胺，所述聚乙烯亚胺中的胺基通过醛基与所述改性量子点上的胺基交联成一体。作为对上述技术方案的进一步改进，所述改性量子点为巯基乙胺改性后的量子点ο上述的量子点-琼脂糖复合微球中，所述量子点优选为CdSe、CdTe, CdSe/ZnS, InP.Au中的一种或者多种。上述的量子点-琼脂糖复合微球中，平均单个所述的琼脂糖凝胶微球填充上的改性量子点颗粒数为IO7 109。上述的量子点-琼脂糖复合微球中，所述琼脂糖凝胶微球的粒径优选为200nm Imm0本专利技术的原理为量子点采用巯基乙胺进行表面修饰，基于量子点表面氨基和琼脂糖的羟基的NH-O氢键作用，量子点包被进入琼脂糖微球中；聚乙烯亚胺基于NH-O氢键作用，进入琼脂糖微球中，在交联剂乙二醛的作用下，基于氨基与醛基的席夫碱反应，量子点与聚乙烯亚胺相互交联，从而量子点被共价固定在琼脂糖微球中。如图1所示，为本专利技术的原理示意图，第一步量子点基于氨基与羟基的氢键作用嵌入微球中；第二步聚乙烯亚胺作填充介质，乙二醛为交联剂，进行量子点的交联与固定。作为一个总的专利技术构思，本专利技术还相应提供一种上述量子点-琼脂糖复合微球的制备方法，包括以下工艺步骤(1)制备混合溶液将改性量子点溶液加入至琼脂糖凝胶微球中，振荡混合，得到混合溶液；(2)添加填充介质然后将填充介质聚乙烯亚胺溶液加入至所述步骤(1)得到的混合溶液中，振荡培育，离心，去除上清，收集离心产物；(3)添加交联剂再将交联剂乙二醛溶液或者戊二醛加入至所述步骤(2)得到的离心产物中，振荡培育，离心，去除上清，得到量子点-琼脂糖复合微球。上述技术方案中，所述的聚乙烯亚胺与琼脂糖凝胶微球的质量配比优选为(40 100) 1 ；所述的乙二醛与聚乙烯亚胺的质量配比优选为(0.5 10) 1。上述技术方案中，所述步骤(1)中，优选的工艺参数振荡速度为500rpm 1500rpm，混合时间为4h 10h，所述改性量子点溶液的浓度为1(ΤΜ 10_5Μ。上述技术方案中，所述步骤(2)中，优选的工艺参数振荡培育的速度及时间分别为500rpm 1500rpm和4h 10h，离心工艺的速度及时间分别为IOOrpm 500rpm和 0. 5min 5min，所述填充介质聚乙烯亚胺溶液的pH为6. 0 8. 0，浓度为lmg/mL 20mg/mLo上述技术方案中，所述步骤(3)中，优选的工艺参数振荡培育的速度及时间分别为500rpm 1500rpm和Ih 5h，离心工艺的速度及时间分别为IOOrpm 500rpm和 0. 5min 5min，所述交联剂乙二醛溶液的体积浓度为0. 5% 5. 0%。4与现有技术相比，本专利技术的优点在于本专利技术的量子点-琼脂糖复合微球，首先， 量子点基于物理包埋，与琼脂糖凝胶的氢键作用，量子点被极大的浓缩并包被入琼脂糖凝胶微球中，平均每个琼脂糖微球包被量子点可达101° ；其次，以聚乙烯亚胺作为交联基质， 聚乙烯亚胺中的胺基通过醛基与经过巯基乙胺改性的量子点上的胺基交联成一体，实现了量子点的共价固定，具有稳定的化学性质，可避免量子点的泄露；最后，采用琼脂糖作为包被凝胶微球，成本低廉。本专利技术的量子点-琼脂糖复合微球的制备方法，操作简单，便于本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种量子点－琼脂糖复合微球，所述复合微球是以蜂窝状的琼脂糖凝胶微球为基体，所述基体的孔隙中填充有改性量子点，其特征在于：所述孔隙的内壁上附着有一层聚乙烯亚胺，所述聚乙烯亚胺中的胺基通过醛基与所述改性量子点上的胺基交联成一体。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王柯敏，羊小海，刘剑波，翦立新，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：43
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