彩色二氧化硅微球的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种彩色二氧化硅微球，可以作为胶体金的替代物应用于免疫层析法中，克服目前免疫层析试纸条只能检测一个指标的问题；同时彩色二氧化硅微球也解决了现有彩色聚苯乙烯微球染料易泄露、合成困难、尺寸难以控制、水溶性和生物相容性差等缺陷。本发明的彩色二氧化硅微球，使用有机染料对微球进行染色，硅烷偶联剂通过化学键将有机染料连接到二氧化硅球上，使二氧化硅微球带上颜色。上述的本发明彩色氧化硅微球尺寸可控，颜色丰富。
【专利说明】彩色二氧化硅微球
[0001]
【技术领域】：本发明涉及一种二氧化硅微球。
【背景技术】：
[0002] 免疫层析法（immunochromatography)是一种快速诊断技术。免疫层析法中，胶体 金与抗原或抗体结合，检测时胶体金与样品中的待检物结合或者竞争，使试纸条的检测线 显红色或者不显色，判断样品是阳性还是阴性。这种方法操作简便，无需样品处理，3分钟就 可读取结果。自上世纪90年代推出女性妊娠 HCG检测试纸以来，免疫层析技术进入快速发 展期，成为体外诊断试剂（IVD)的研究热点，被用于传染病、毒品、食品安全、畜牧兽医等多 个领域η。目前免疫层析试纸条都只能检测一个指标，因为胶体金作为显色剂只能显示一 种颜色--红色。而在一些检测项目中，如吸毒者尿检，就需要同时对多种毒品进行筛选， 这样每次尿检时就需要使用多种试纸条。这种做法既增加试纸条的生产成本，同时也增加 检测成本。解决该问题的关键是寻找胶体金的替代品，找到一种可以显示不同颜色的纳米 微粒，生产出同时检测多个指标的试纸条。
[0003] 间接凝集试验是凝集试验的一种，它是以微球（如聚苯乙烯微粒）作为惰性载体， 实验中先将抗体连接到微球表面，再利用抗体与抗原的特异性反应产生凝集现象的检测方 法 5'6。该方法既可以应用于致病菌的检测也可以应用于临床检测，特别适合对待测样品进 行大批量筛检。间接凝集试验具有独特优点：无需仪器、操作简便、价格低廉、检测快速等。 但是传统的无色微球与背景很难区分，凝集效果不易观察，检测效果往往不令人满意，因 此人们提出将微球染色后再进行凝集试验，这样彩色微球聚集成肉眼可以观察的彩色"云 团"，从而增加检测的灵敏度 7。虽然目前已经有大量商品化的聚苯乙烯彩色微球，且被广泛 的应用到间接凝集试验当中8,但是，聚苯乙烯亲水性差，与蛋白质的结合能力不强以及凝 集性能不理想等问题依然阻碍间接凝集试验的发展 9。
【发明内容】
[0004] ：本发明的目的在于针对以上问题，发明一种彩色二氧化硅微球，这种彩 色二氧化硅微球可以替代免疫层析法中的胶体金和间接凝集试验中的聚苯乙烯彩色微球。 本发明需要解决的技术问题是：利用有机染料将二氧化硅染色，得到染色牢固的彩色二氧 化硅微球。本发明针对二氧化硅自身的性质，及其与有机染料的连接问题，通过深入研究， 发现在二氧化硅微球的合成体系当中加入硅烷偶联剂和有机染料或将合成好的二氧化硅 微球先与硅烷偶联剂反应再与有机染料反应，可以将有机染料固定在二氧化硅微球上，得 到的染色牢固的彩色二氧化硅微球。
[0005] 本发明的技术方案：本发明涉及一种彩色二氧化硅微球，在免疫层析法和间接凝 集试验领域有广阔的应用前景。对于彩色二氧化硅微球的合成有两种不同的方案：一种是 原位合成，在二氧化硅微球合成反应过程中加入硅烷偶联剂和有机染料，这样在微球合成 反应结束的时候可以直接得到彩色二氧化硅微球；第二种是选用已经制备好的粒径均匀的 白色二氧化硅微球，首先使用硅烷偶联剂对其功能化，使其表面带有可以和有机染料结合 的化学基团如氨基等，然后在硅球溶液中加入有机染料溶液进行染色。
【专利附图】
【附图说明】
[0006] 图1实例一中蓝色二氧化硅微球的合成步骤示意图。
[0007] 图2实例一中蓝色二氧化硅微球的SEM照片。
[0008] 图3实例二中黄色二氧化硅微球的合成步骤示意图。
[0009] 图4实例二中黄色二氧化硅微球的SEM照片。
[0010]
【具体实施方式】：以下实例可以有助于了解本发明，但本
【发明内容】
包括但不局限于 下列实施例内容
[0011] 实施例1
[0012] 原位合成彩色二氧化硅微球：采用改进的反向微乳法一步合成50nm的彩色二氧 化娃微球。30ml的环己烧与6ml triton X100 6ml环己醇3ml水0· 3毫升C. I.活性蓝14 水溶液（1 % )，〇. 33毫升氨丙基-3-甲氧基硅烷混匀后加入0. 3毫升氨水反应20个小时 (合成步骤见图1)。分别用丙酮、乙醇和纯净水各清洗2两次，得到蓝色二氧化硅微球，合 成微球的SEM照片见图2。
[0013] 其中偶联剂和染料的量决定颜色的深浅，水和表面活性剂的比例控制微球的粒 径。
[0014] 实施例2
[0015] 将现成微球修饰后染色：取lg的二氧化硅微球加入到100ml二乙烯三胺基丙基 二甲氧基娃烧（2 % )醋酸溶液（1 % )中室温下揽祥，反应lh后，再在反应液中加入10ml c. I.直接黄49溶液（1 % )，继续搅拌反应lh (合成步骤见图3)，用纯净水各清洗3两次后， 得到黄色二氧化硅微球，合成微球的SEM照片见图4。
[0016] 本发明优点：
[0017] 在免疫层析法的应用当中彩色二氧化硅微球作为胶体金替代品具备以下优势：彩 色二氧化硅微球可以显示丰富的颜色，胶体金只能显示红色；1、在免疫层析法纳米粒子粒 径不能超过50nm，彩色二氧化娃微球的粒径可以小于50nm，且粒径分布窄；二氧化娃微球 表面含有大量的羟基，很容易进行羧基化后通过化学键与各种抗体联接；彩色二氧化硅微 球需要具有很好的亲水性；彩色二氧化硅微球和胶体金比较，更加经济。
[0018] 在间接凝集试验领域，彩色二氧化硅微球与聚苯乙烯彩色微球相比具以下优势： 彩色二氧化硅微球染色更稳定，聚苯乙烯微球染色多采用包埋法，在遇到有机溶剂时，会因 溶胀而造成染料泄露，染色不够牢固，彩色二氧化硅微球中，有机染料通过化学键连接到微 球上，彻底克服染料泄露的问题；彩色二氧化硅微球具有更好的亲水性和生物相容性；彩 色二氧化硅微球更易修饰，二氧化硅微球表面的羟基可以通过与丁二酸酐等反应实现羧基 化，从而通过化学键与各种抗体联接；二氧化硅密度也比聚苯乙烯大，因此，彩色二氧化硅 微球比聚苯乙烯微球更易通过离心方式进行分离和清洗。
[0019] 基于以上的论述，彩色二氧化硅微球在免疫学检测领域有广阔的应用前景。
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【权利要求】
1. 彩色二氧化硅微球，其特征是：二氧化硅微球可以显示不同颜色。
2. 根据权利要求1所述的彩色二氧化硅微球，其特征是：硅烷偶联剂通过化学键将有 机染料连接到二氧化硅微球上。
3. 根据权利要求1所述的一种彩色二氧化硅微球，其特征是微球粒径为10纳米-10微 米。
4. 根据权利要求3所述的有机染料，其包括：酸性染料、直接染料、活性染料、中性染 料、还原染料。
【文档编号】C01B33/18GK104058414SQ201310096951
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2013年3月18日 优先权日:2013年3月18日
【发明者】窦文超, 赵广英, 杨磊 申请人:窦文超