专利名称：一种量子点有机硅球的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种荧光微球的制备方法，尤其涉及一种包含巯基修饰水溶性量子点有机娃球的制备方法。
背景技术：
突光微球一般指微球的表面标有突光物质或微球体内结构含有突光物质的微球， 在受到外界能量刺激条件下能激发出荧光。荧光微球不仅具有比表面积大、吸附性强、凝集作用大和表面反 应能力强等特性，而且具有稳定的形态结构及稳定而高效的发光效率，因此在许多领域尤其是生物医学领域有重要应用。它是一种良好的蛋白质载体，可以结合抗体而特异性地检测相应抗原，常用于免疫分析中的诊断试剂或试剂盒组件。目前应用较多的是聚苯乙烯微球，另外还有二氧化硅、聚多糖类、聚丙烯酸脂、聚乙烯基吡啶、聚丙烯酰胺等微球。
量子点的全称为半导体量子点(Semiconductor Quantum Dots),是由I1-VI族或 II1-V族元素组成的纳米颗粒，当颗粒尺寸进入纳米级时，尺寸限域将引起尺寸效应、量子限域效应和表面效应，从而派生出纳米体系具有与宏观体系和微观体系不同的低维物性。 量子点可用单一光源激发，被激发后可得到波长范围宽且光谱可调的荧光。不同粒径、不同组成的量子点所激发的荧光都不一样。量子点比有机荧光分子稳定，可以反复多次激发，而不像有机荧光分子那样容易发生荧光漂白，这给考察生物大分子的活动情况提供了便利， 因此量子点为研究细胞中生物分子间的相互作用提供了有利工具。
荧光微球主要有三种制备方法(I)将有机荧光分子通过物理或者化学的方法接枝到聚合物微球表面；(2)将荧光分子或者量子点包埋到聚合物微球内部；(3)通过层层自组装方法制备中间包裹有荧光物质的荧光微球。生物医用荧光微球往往要求球体表面含有功能基团，比如氨基和羧基等，所以量子点只能被包裹在微球的内部。
传统的包埋方法有聚合法，层层静电自组装法，聚合法可以把量子点均匀的包埋在微球内部，但是在聚合中自由基的存在，会导致量子点荧光猝灭，微球的荧光强度低。层层静电自组装是通过聚阳离子和聚阴离子之间的静电吸附作用，把量子点包覆在微球的表面，但是这种方法的缺点就是量子点容易从微球上渗出来，量子点的毒性比较大，因此限制了在生物上的应用。现有技术常通过在量子点表面包覆一层惰性壳形成惰性壳包覆的量子点，但这种方法得到的量子点球粒径较大，尺寸不均匀，且方法繁琐。
鉴于此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种包含巯基修饰水溶性量子点的微球的简单制备法，本发明提供的方法制备工艺简单，得到的包含巯基修饰水溶性量子点的微球的尺寸较小，且尺寸均匀，大小可调，发光强度较高。
本发明提供了一种两步制备包含巯基修饰水溶性量子点有机硅球的方法，包括微球的制备和微球表面功能化，具体步骤如下
1、微球的制备将硅烷偶联剂加入到去离子水中，磁力搅拌直到悬浮液完全溶解， 然后加入巯基修饰水溶性量子点，待充分溶解后，再加入氨水，常温下，磁力搅拌10-12小时形成乳液。
2、微球表面功能化往上述步骤I制备的乳液中，加入硅烷偶联剂，引入表面基团，常温下搅拌1-2小时，形成量子点有机硅球。
优选的，所述步骤I中硅烷偶联剂与去离子水的体积比为1% —3%。
优选的,所述步骤I中巯基修饰水溶性量子点的添加量为1. Omg-6. Omg0
优选的，所述步骤I中所添加的氨水，与所加入的硅烷偶联剂的比值为 I 5—4 5。
优选的，所述步骤2中，添加的硅烷偶联剂的量为O.1ml-O. 4ml。
优选的，所述步骤2中引入的表面基团，是巯基、氨基、羧基、双键或环氧基官能团中的一种。
优选的，上述步骤I和步骤2中所提及的硅烷偶联剂为巯基硅氧烷偶联剂。
进一步,上述疏基娃氧烧偶联剂为疏丙基二甲氧基娃烧或疏丙基二乙氧基娃烧。
本发明利用巯基硅烷不需要乙醇助溶，即可在碱性条件下水解成有机硅球的性质，将巯基硅烷在巯基修饰的量子点溶液中进行水解，量子点表面分子无需进行置换，就可以得到含有量子点的有机硅球，然后再将微球表面官能化，制得所需荧光有机硅球。本发明实验步骤只有两步，与现有技术相比，减少了实验步骤，操作简单，而且所制得的荧光微球粒径大小和荧光强度均可以调节。本发明操作简单便捷，为在生物诊断领域应用的荧光微球提供了一个新的制备方法。
图1为本发明实施例1中突光微球的扫描电镜图片；
图2为本发明实施例1中荧光微球的荧光曲线。
具体实施方式
下面通过实施例结合附图进一步说明本发明
实施例一
1、量子点的制备
本发明对所述量子点的来源没有特殊限制，优选为按照以下方法制备
将O. 127g碲粉和O. 076g的NaBH4置于IOmL比色管中，加入IOmL超纯水，用高纯氮气脱氧保护15min并在4°C冰箱中反应12小时后，即可得到上清液呈紫色透明的NaHTe 溶液。在IOOmL去离子水中加入O. 457g的CdCl2 · 2. 5H20和O. 500mL的巯基乙酸，得到镉前体溶液用磁力搅拌器充分搅拌，同时通入氮气，加入NaOH调节混合溶液的pH值到 10. 0—12. O ;然后，迅速加入上述新制备的NaHTe溶液，继续搅拌lOmin，使其混合均匀后转移至三颈瓶中；最后，加热至100°c回流6小时，即可得到CdTe量子点。
2、微球的制备将O. 5mL Y-氨丙基三乙氧基硅烷加入到50mL去离子水中，磁力搅拌直到悬浮液滴完全溶解，然后加入上述I中制备的CdTe量子点3. Omg，待充分溶解后，再加入O. 12mL的氨水，常温下，磁力搅拌10小时后，形成乳液。
3、微球表面功能化往上述步骤形成的乳液中加入O.1mL Y -氨丙基三乙氧基硅烷，引入表面基团巯基，常温下搅拌I小时。
结论微球粒径分布均匀，表面光滑，粒径1. O μ m，在水中有很好的分散性。
实施例二
1、量子点的制备
本发明对所述量子点的来源没有特殊限制，优选为按照以下方法制备
将O. 127g碲粉和O. 076g的NaBH4置于IOmL比色管中，加入IOmL超纯水，用高纯氮气脱氧保护15min并在4°C冰箱中反应12小时后，即可得到上清液呈紫色透明的NaHTe 溶液。在IOOmL去离子水中加入O. 457g的CdCl2 · 2. 5H20和O. 500mL的巯基乙酸，得到镉前体溶液用磁力搅拌器充分搅拌，同时通入氮气，加入NaOH调节混合溶液的pH值到 10. 0—12. O ;然后，迅速加入上述新制备的NaHTe溶液，继续搅拌lOmin，使其混合均匀后转移至三颈瓶中；最后，加热至100°c回流6小时，即可得到CdTe量子点。
2、微球的制备将O. 6mL y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷加入到20mL去离子水中，磁力搅拌直到悬浮液滴完全溶解，然后加入上述I中制备的CdTe量子点4. Omg, 待充分溶解后，再加入O.1OmL的氨水，常温下，磁力搅拌12小时，形成乳液。
3、微球表面功能化往上述步骤形成的乳液中加入O. 2mL y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，引入双键，常温下搅拌I小时。
结论微球粒径分布均匀，表面光滑，粒径1. 5 μ m，在水中有很好的分散性。
实施例三
1、量子点的制备
本发明对所述量子点的来源没有特殊限制，优选为按照以下方法制备
将O. 127g碲粉和O. 076g的NaBH4置于IOmL比色管中，加入IOmL超纯水，用高纯氮气脱氧保护15min并在4°C冰箱中反应12小时后，即可得到上清液呈紫色透明的NaHTe 溶液。在IOOmL去离子水中加入O. 457g的CdCl2 · 2. 5H20和O. 500mL的巯基乙酸，得到镉前体溶液用磁力搅拌器充分搅拌，同时通入氮气，加入NaOH调节混合溶液的pH值到 10. 0—12. O ;然后，迅速加入上述新制备的NaHTe溶液，继续搅拌lOmin，使其混合均匀后转移至三颈瓶中；最后，加热至100°c回流6小时，即可得到CdTe量子点。
2、微球的制备将O. 4mL Y -缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷加入到40mL去离子水中，磁力搅拌直到悬浮液滴完全溶解，然后加入上述I中制备的CdTe量子点2. Omg，待充分溶解后，再加入O. 12mL的氨水，常温下，磁力搅拌12小时，形成乳液。
3、微球表面功能化往上述步骤形成的乳液中加入O.1mL Y -缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，引入环氧基，常温下搅拌I小时。
结论微球粒径分布均匀，表面光滑，粒径1. 2 μ m，在水中有很好的分散性。
权利要求
1.一种包含巯基修饰水溶性量子点有机娃球的制备方法，包括微球的制备和微球表面功能化两步，具体步骤如下 步骤1、微球的制备将硅烷偶联剂加入到去离子水中，磁力搅拌直到悬浮液完全溶解，然后加入巯基修饰水溶性量子点，待其充分溶解后，再加入氨水，常温下，磁力搅拌10—12小时形成乳液。
步骤2、微球表面功能化往上述步骤I制备的乳液中，加入硅烷偶联剂，引入表面基团，常温下搅拌1-2小时，形成量子点有机硅球。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤I中所述硅烷偶联剂与去离子水的体积比为1% —3%。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤I中所述巯基修饰水溶性量子点的添加量为1. Omg—6. Omg。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤I中所述所加氨水，与所加入的硅烷偶联剂的比值为1: 5—4 5。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2中所述硅烷偶联剂的添加量为0.1mL—0. 4mT,n
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2中所述引入的表面基团，是巯基、氨基、羧基、双键或环氧基官能团中的一种。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤I和步骤2中所述硅烷偶联剂为疏基娃氧烧偶联剂。
8.根据权利要求7所述的巯基硅氧烷偶联剂，其特征在于所述巯基硅氧烷偶联剂为巯丙基二甲氧基娃烧或疏丙基二乙氧基娃烧。
全文摘要
本发明涉及一种量子点荧光微球的制备方法。采用两步法，操作简单便捷。荧光微球其内部含有量子点，外部含有功能基团，量子点能够均匀分散在微球的内部，具有较好的发光强度和发光纯度，并且方法简单，容易操作，微球粒径与形貌均一，大小可控，在水中分散稳定且具有良好的生物相容性，特别适用于制备生物医学检测的荧光材料。
文档编号C09K11/88GK102994091SQ20111026645
公开日2013年3月27日 申请日期2011年9月9日 优先权日2011年9月9日
发明者费敏, 刘光, 何扬 申请人:苏州苏大赛尔免疫生物技术有限公司, 苏州博赛生物医药有限公司