一种荧光编码微球的制备方法与流程

文档序号:11106235阅读:3470来源:国知局
一种荧光编码微球的制备方法与制造工艺

本发明属于功能材料技术领域,具体涉及一种新型的荧光编码微球的制备方法。



背景技术:

高分子荧光编码微球是指直径在纳米至微米级并负载有荧光物质的聚合物微球,其外形可为任意形状,一般为球形。聚合物荧光微球以其稳定的形态结构及稳定而高效的发光效率,在标记、示踪、检测、标准、固定化酶、免疫医学、高通量药物筛选等领域显示出巨大的应用潜力。因此,近年有关聚合物荧光微球高性能化的研究越来越受到国内外科学工作者的关注,已成为本领域研究的热点和难点。

目前,高分子荧光编码微球的制备方法有乳液聚合、沉淀聚合、种子聚合、蒸馏沉淀聚合等。国内外对高分子荧光编码微球研究有很多,主要以聚苯乙烯微球、二氧化硅微球、聚丙烯酸微球为主。虽然这几种荧光微球都可以达到较好的粒径控制和单分散性,但其对荧光探针分子(荧光染料、量子点等)的固定能力较弱,探针分子很容易从荧光编码微球中泄漏出来,使得编码微球的荧光发光性能不稳定,尤其在酸性和碱性环境中,微球负载的探针分子易随着时间的推移发生流失或淬灭,大大影响了微球的发光性能和使用寿命。

相对于聚苯乙烯微球、二氧化硅微球、聚丙烯酸等荧光编码微球,聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(PGMA)微球富含大量环氧基,可以与许多荧光探针分子的特定官能团发生反应,从而将荧光探针分子通过化学键稳定的固定在微球内部,因此,本发明提供了一种新型的高性能PGMA荧光编码微球及其制备方法,与以上几种微球相比,本发明制备的PGMA荧光编码微球发光性能更加稳定、持久。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种荧光编码微球的制备方法,其制得的荧光编码微球结构规整、粒径尺寸可控、单分散性,并具有稳定、持久的发光特性,可稳定分散在水和乙醇等溶剂中,在生物探针、荧光成像、固定化酶、免疫医学、流式细胞生物分析等领域有广泛的应用前景。

为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:

一种荧光微球的制备方法,是采用分散聚合原位包覆法,以GMA、PVP、AIBN和荧光探针分子为原料,在70℃下制得的高性能PGMA荧光编码微球;其具体步骤如下:

1)将荧光探针分子溶于蒸馏水中,配成浓度为0.5 mg/mL的荧光探针分子溶液;

2)在50-200 mL乙醇-水混合溶剂中加入0.5-3.0 g PVP,并加入2-6 mL步骤1)配制的荧光探针分子溶液,混合搅拌直至PVP完全溶解;

3)将0.02-0.2 g AIBN溶于5 mL GMA中,并在氮气保护下将其快速注射到步骤2)所得混合溶液中,混合搅拌0.5 h后升温至70℃,反应12 h;

4)将步骤3)所得产物离心分离,然后依次用蒸馏水、乙醇、蒸馏水各清洗三次,再在真空干燥箱内干燥24 h。

所用荧光探针分子包括异硫氰酸荧光素(FITC)、罗丹明B(RB)、磺基罗丹明101(SRB 101)中的一种或几种。

所述乙醇-水混合溶剂中乙醇与水的体积比为85:15。

本发明的显著优点在于:

(1)本发明利用分散聚合原位包覆制备技术,以GMA为单体,AIBN为引发剂,PVP为表面活性剂,乙醇-水为混合溶剂,并在聚合反应前加入荧光探针分子,利用聚合物成球的包合作用和微球内部的环氧基团固定荧光探针分子,使得荧光分子不易泄露,从而使所得荧光编码微球具有稳定、持久的发光特性;同时,该荧光编码微球表面含有大量的环氧基团,有利于进一步物理和化学改性,在生物探针、荧光成像、固定化酶、免疫医学、流式细胞生物分析等领域有广泛的应用前景。

(2)本发明方法成球性能好,并具有反应过程简单、反应条件温和(反应温度70 ℃)的特点,所得荧光编码微球为微米尺度,其结构规整、粒径尺寸可控、单分散性。

(3)本发明所得荧光编码微球在488 nm波长激发下,荧光发光稳定且具有高度的可分辨特性和荧光编码信号。

附图说明

图1为实施例1制备的负载FITC荧光探针编码微球的荧光照片(a)及其在488nm波长下激发的荧光编码光谱信号(b)。

图2为实施例2制备的负载RB荧光探针编码微球的荧光照片(a)及其在488nm波长下激发的荧光编码光谱信号(b)。

图3为实施例3制备的负载SRB101荧光探针编码微球的荧光照片(a)及其在488nm波长下激发的荧光编码光谱信号(b)。

图4为实施例4制备的负载FITC和RB混合荧光探针编码微球的荧光照片(a)及其在488nm波长下激发的荧光编码光谱信号(b)。

具体实施方式

(1)将FITC、RB和SRB101等荧光探针分子中的一种或几种溶于蒸馏水中,配成浓度为0.5 mg/mL的荧光探针分子溶液;

(2)在四口烧瓶中加入50-200 mL乙醇-水混合溶剂(体积比为85:15),随即加入0.5-3.0 g PVP,并加入2-6 mL步骤(1)配制的荧光探针分子溶液,混合搅拌直至PVP完全溶解;

(3)将0.02-0.2 g AIBN 溶于5 mL GMA中,并在氮气保护下将其快速注射到步骤(2)所得混合溶液中,混合搅拌0.5 h后升温至70 ℃,反应12 h;

(4)将步骤(3)所得产物离心分离,然后依次用蒸馏水、乙醇、蒸馏水各清洗三次,再在真空干燥箱内干燥24 h,即自荧光微球。

为了使本发明所述的内容更加便于理解,下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明,但是本发明不仅限于此。

实施例1 负载FITC探针分子的编码微球

(1)将FITC荧光探针分子溶于蒸馏水中,配成浓度为0.5 mg/mL的荧光探针分子溶液;

(2)在四口烧瓶中加入100mL乙醇-水混合溶剂(体积比为85:15),随即加入1.0 g PVP,并加入2 mL步骤(1)配制的荧光探针分子溶液,混合搅拌直至PVP完全溶解;

(3)将0.1 g AIBN 溶于5 mL GMA中,并在氮气保护下将其快速注射到步骤(2)所得混合溶液中,混合搅拌0.5 h后升温至70 ℃,反应12 h;

(4)将步骤(3)所得产物离心分离,然后依次用蒸馏水、乙醇、蒸馏水各清洗三次,再在真空干燥箱内干燥24 h。

实施例2 负载RB探针分子的编码微球

(1)将RB荧光探针分子溶于蒸馏水中,配成浓度为0.5 mg/mL的荧光探针分子溶液;

(2)在四口烧瓶中加入50mL乙醇-水混合溶剂(体积比为85:15),随即加入0.5 g PVP,并加入6 mL步骤(1)配制的荧光探针分子溶液,混合搅拌直至PVP完全溶解;

(3)将0.02 g AIBN 溶于5 mL GMA中,并在氮气保护下将其快速注射到步骤(2)所得混合溶液中,混合搅拌0.5 h后升温至70 ℃,反应12 h;

(4)将步骤(3)所得产物离心分离,然后依次用蒸馏水、乙醇、蒸馏水各清洗三次,再在真空干燥箱内干燥24 h。

实施例3 负载SRB101探针分子的编码微球

(1)将SRB101荧光探针分子溶于蒸馏水中,配成浓度为0.5 mg/mL的荧光探针分子溶液;

(2)在四口烧瓶中加入100mL乙醇-水混合溶剂(体积比为85:15),随即加入2.0 g PVP,并加入3 mL步骤(1)配制的荧光探针分子溶液,混合搅拌直至PVP完全溶解;

(3)将0.05 g AIBN 溶于5 mL GMA中,并在氮气保护下将其快速注射到步骤(2)所得混合溶液中,混合搅拌0.5 h后升温至70 ℃,反应12 h;

(4)将步骤(3)所得产物离心分离,然后依次用蒸馏水、乙醇、蒸馏水各清洗三次,再在真空干燥箱内干燥24 h。

实施例4 负载FITC、RB混合荧光探针的编码微球

(1)将FITC、RB荧光探针分子溶于蒸馏水中,配成浓度为0.5 mg/mL的混合荧光探针分子溶液;

(2)在四口烧瓶中加入200mL乙醇-水混合溶剂(体积比为85:15),随即加入3.0 g PVP,并加入4 mL步骤(1)配制的混合荧光探针分子溶液,混合搅拌直至PVP完全溶解;

(3)将0.2 g AIBN 溶于5 mL GMA中,并在氮气保护下将其快速注射到步骤(2)所得混合溶液中,混合搅拌0.5 h后升温至70 ℃,反应12 h;

(4)将步骤(3)所得产物离心分离,然后依次用蒸馏水、乙醇、蒸馏水各清洗三次,再在真空干燥箱内干燥24 h。

图1-4分别为实施例1-4所制备荧光探针编码微球的荧光照片(a)及其在488nm波长下激发的荧光编码光谱信号(b)。从图(a)中可以看出,本发明制备的PGMA荧光编码微球的形貌规整、单分散;而从图(b)中可以看出,本发明制备的PGMA荧光编码微球在488nm波长激发下均具有稳定荧光发射峰,其中,实施例1-3制备的编码微球分别在526nm、567nm、608nm处有单一的荧光编码信号,而实施例4制备的编码微球在526nm和578nm处有双重荧光编码信号,证明编码微球的荧光编码信号具有高度的可分辨性,在荧光编码微球高通量生物检测、流式细胞生物分析等领域有广泛的应用前景。

以上所述仅为本发明的较佳实施例,凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰,皆应属本发明的涵盖范围。

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