专利名称：一种荧光微球制备方法、荧光微球及其水分散体系的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种荧光微球制备方法、荧光微球及其水分散体系，更具体地说，涉及一种在水中可稳定分散的，同时具有生物相容性的聚合物/无机纳米微粒复合荧光微球的制备方法，和利用该方法制备的荧光微球及其水分散体系。
背景技术：
与传统的有机染料相比，半导体纳米微粒的荧光性质具有诸多优点，如宽的激发光谱、荧光较吸收有大的斯托克斯(Stokes)位移、对称的荧光发射特征、高的荧光稳定性以及荧光发射对微粒尺寸的依赖性等，荧光半导体纳米微粒这些独特的光学性质使其作为生物荧光标记材料在生物医学领域中体现出巨大的应用前景，尤其是在高通量的生物分析和检测中。将无机纳米微粒的荧光性质用于生物医学检测中的一种典型的方法是将荧光纳米微粒复合到尺寸介于几十和几百纳米之间的其它材料中形成荧光微球。这种方法的优点是一方面通过与其它材料的复合可以有效地提高微粒荧光的化学环境适应性；另一方面，将不同尺寸的荧光纳米微粒集成到同一微球中还可以容易地得到具有不同荧光特征的荧光微球，这就大大地简化了可以作为荧光标记材料的荧光微球的制备过程。迄今为止，将荧光纳米微粒与其它材料复合制备荧光微球的方法大致可以分为以下几种1，通过水解有机硅氧烷的方法，原位地将水溶性荧光纳米微粒复合到二氧化硅中，得到荧光微球。A.L. Rogach等(Chem.Mater.，2000，12，2676)报道了复合有CdTe和CdSe/CdS纳米微粒的，尺寸介于40-80纳米之间的二氧化硅微球，但上述微球的制备过程往往导致纳米微粒的荧光效率的降低。2，将荧光纳米微粒复合到具有反应活性的表面活性剂分子所形成的胶束结构中，然后通过胶束分子的进一步反应将荧光纳米微粒固定在胶束结构中形成荧光微球。Y.F.Chen等(NanoLetter，2002，2，1299)利用带有机硅氧烷头基的季铵盐表面活性剂分子在水中形成胶束，将油溶性的CdSe纳米微粒包覆在胶束中，然后水解有机硅氧烷在胶束表面形成二氧化硅薄层以稳定复合有荧光纳米微粒胶束。这种方法制备的荧光胶束直径介于50纳米至130纳米之间。很显然这种方法存在的缺点是有机硅氧烷的水解不易控制，而且水解过程中相邻胶束上硅醇键间的缩合可非常大的尺寸分布，同时所得到的荧光胶束结构的形状也不规则。3，利用层状静电自组装方法制备复合有荧光纳米微粒的荧光微球。H.Moehwald(Adv.Mater.2001，13(22)，1684)和他的研究组最早报道了这种荧光微球的制备方法。该方法主要利用无机或有机的胶体球作为成膜模板，通过在其表面的静电吸附，可以将无机荧光纳米微粒以交替的方式与不同种类的聚电解质组装成膜。但利用该方法制备荧光微球步骤繁多，过程复杂，不利于规模化生产。4，最近，Y.F.Chen等(NanoLetter，2003，3，581)报道了一种聚糖苷荧光纳米微球的制备，微球是利用具有CdSe/ZnS核壳结构的荧光纳米微粒和聚电解质以及功能化的多糖分子之间静电相互作用形成的，具体步骤如下首先，通过TOP/TOPO法制备油溶性的具有核壳结构的CdSe/ZnS纳米微粒，即采用三烷基磷氧化物(如TOPO，trioctylphosphine oxide)作为稳定剂，三烷基磷(如TOP，trioctyphosphine)作为溶剂在高温(~300℃)下合成荧光CdSe/ZnS纳米微粒。利用TOP/TOPO方法制备荧光纳米微粒，反应条件苛刻，实验操作具有非常高的危险性，尤其是作为镉源的金属有机化合物具有非常大的毒性；其次，利用上述方法制备荧光微球的过程需要进一步利用巯基化合物(如巯基乙酸)对CdSe/ZnS微粒表面的TOPO进行置换使微粒表面带有负电性，同时使微粒体现出高的水溶性，尽管巯基乙酸本身不会影响荧光纳米微粒的荧光效率，但该多步骤处理过程势必导致荧光效率降低。另外，该报道中微球的粒径不均匀。5，利用吸附方法将荧光纳米微粒复合到SiO2多孔微球中。采用疏水性长链烷基化合物修饰SiO2多孔材料的孔道内壁，通过修饰在CdSe/ZnS荧光纳米微粒表面的TOPO和孔道表面间的疏水作用，快速准确地将荧光微粒装入SiO2多孔孔道中形成高荧光亮度的微球(S.M.Nie等J.Phys.Chem.B，2003，107，11575)。这种方法虽然简捷方便，但所选择的具有高比表面积的多孔SiO2基体材料可能会对生物分子产生非特异性吸附，因此，形成的荧光微球在生物医学中的应用可能会面临很多问题。6，S.M.Nie等(NatureBiotech.，2001，19，631)报道了采用上述TOP/TOPO方法合成的油溶性荧光纳米微粒与被溶胀了的聚苯乙烯微球在有机溶剂中复合形成荧光微球的方法。利用该方法可分别将不同荧光颜色的CdSe/ZnS纳米微粒集成到聚苯乙烯微球中得到高亮度的复合荧光微球，开发了基于荧光纳米微粒的复合荧光微球多元荧光编码技术。TOP/TOPO方法在制备荧光纳米微粒方面虽然有很多优势，但也存在很多的问题，主要是TOP/TOPO方法的制备过程比较复杂，而且对制备条件要求苛刻。另外，所得到的荧光纳米微粒只溶解于有机溶剂，这在一定程度上限制了上述荧光微粒的用途。如果想把TOP/TOPO方法制备的油溶性纳米微粒转变为水溶性的纳米微粒，还需要非常复杂的过程。就微球制备来讲，虽然Nie发明的聚苯乙烯微球溶胀方法简单易行，但所得到的微球不具有生物相容性。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种在水中可稳定分散的，同时具有生物相容性的聚合物/无机纳米微粒复合荧光微球的制备方法，该方法简单易行，所得到的微球具有良好的生物相容性。
本发明的再一个目的是提供一种具有良好的生物相容性的聚合物/无机纳米微粒复合的荧光微球。
本发明的另外一个目的是提供上述荧光微球的水分散体系。
为了实现上述目的，本发明的发明人进行了大量深入细致的研究，结果发现，选择具有热敏性能、生物相容性、良好的水分散性能的聚合物，优选聚N-异丙基丙烯酰胺(pNIPAM)水凝胶，作为微球的基体，通过简单的混合可以将表面修饰有官能团的无机荧光纳米微粒吸附到球的内部，然后通过诱导相变而牢固地固定在聚合物基体内部，从而形成了具有良好的生物相容性的聚合物/无机纳米微粒复合的荧光微球。
因此，本发明的第一方面提供了一种荧光微球的制备方法，包括使热敏性聚合物微球与表面修饰有官能团的水溶性无机荧光纳米微粒进行复合；
将所得复合物进行诱导相变；将经过诱导相变的复合物分离，得到荧光微球。
本发明的第二方面提供了一种荧光微球，包括热敏性聚合物微球和表面修饰有官能团的水溶性无机荧光纳米微粒的复合物，所述无机荧光纳米微粒通过诱导相变而固定在微球内部。
本发明的第三方面提供了一种荧光微球的水分散体系，包括稳定地分散在水中的第二方面所述的荧光微球。
本发明中，除非另外指明，术语“热敏性聚合物”是指经过一定温度范围具有明显的体积相变的聚合物。
除非另外指明，术语“诱导相变”是指将聚合物水凝胶微球加热到其相变温度以上，使之产生体积相变。
术语“纳米微粒”是指平均粒径为2-10nm的无机半导体荧光纳米微粒。
附图简述
图1是按照荧光微球制备实施例1制备的pNIPAM-CdTe535的荧光显微镜照片；图2是按照荧光微球制备实施例1制备的pNIPAM-CdTe560的荧光显微镜照片；图3是按照荧光微球制备实施例1制备的pNIPAM-CdTe610的荧光显微镜照片；图4是按照荧光微球制备实施例1制备的三种不同的单一荧光颜色的pNIPAM-CdTe微球(pNIPAM-CdTe535、pNIPAM-CdTe560、pNIPAM-CdTe610)的荧光光谱；和图5是按照荧光微球制备实施例1制备的复合两种颜色微粒的pNIPAM-CdTe微球的荧光光谱。
具体实施例方式
本发明提供了一种荧光微球的制备方法，包括使热敏性聚合物微球与表面修饰有官能团的水溶性无机荧光纳米微粒进行复合；将所得复合物进行诱导相变；将经过诱导相变的复合物分离，得到荧光微球。
适用于本发明的热敏性聚合物包括但不限于以N-异丙基丙烯酰胺为基体的聚合物材料；优选N-异丙基丙烯酰胺的均聚物和N-异丙基丙烯酰胺和其它自由基单体的共聚物，其中所述的其它自由基单体包括但不限于丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸、N，N’-亚甲基双丙烯酰胺或它们中两种或两种以上的混合物。
适用于本发明的热敏性聚合物微球优选为水凝胶微球，其平均粒径没有特别限制，但是优选50-800。作为原料使用的热敏性聚合物微球的平均粒径为50-800纳米，优选100-600纳米。
热敏性聚合物微球可以通过常规的方法制备。例如，Langmuir 2003，19，5212-5216文献中公开的方法。
根据本发明的一种优选方案，可以通过N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)单体的均聚或与其它自由基单体的共聚制备粒径均一可在水中分散的pNIPAM水凝胶(microgel)微球，其它自由基单体分别为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、N-二甲基丙烯酰胺等。利用pNIPAM的分子内和分子间的氢键相互作用，得到球形水凝胶球。
下面以聚N-异丙基丙烯酰胺(pNIPAM)微球为例，更详细说明热敏性聚合物微球的制备方法，但是应当理解，本发明并不限于用该方法得到的热敏性聚合物微球将N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)单体溶于二次去离子水配成重量百分比为1.0％-5.0％水溶液，按照与N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)单体重量百分比为0％-10％(优选0％-3％)的比例加入N，N’-亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂，通入氮气除去体系中氧，加热升温至70℃形成溶液I(混和单体溶液)；配制重量百分比为0.1％-5％过硫酸钾(KPS)水溶液，通入氮气形成溶液II(引发剂溶液)；在氮气气氛下，将溶液II加入溶液I并于70℃反应3-8小时(优选4.5小时)，制得pNIPAM水凝胶微球。
在上述微球的制备过程中，可以适量地加入其它种类的自由基单体如丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、N-二甲基丙烯酰胺等，从而对pNIPAM水凝胶微球的结构形貌进行微调。
通过自由基方法制备的聚N-异丙基丙烯酰胺(pNIPAM)是一种典型的热敏性高分子聚合物，其临界体积相变温度在32-35℃之间。当体系温度低于临界温度时，pNIPAM表现出高度亲水性，所形成的微球容易被水溶胀；在体系温度高于临界温度时，pNIPAM由亲水性变成疏水性，结果导致微球体积的收缩。体积收缩的结果是可以将荧光纳米微粒非常牢固地固定在微球内部，从而形成荧光复合微球。此外，良好的生物相容性已使pNIPAM微球在生物领域中体现出重要的应用价值，例如它可以被用于酶的固定化；细胞热诱导分离；药物控制释放以及基因治疗等方面。最近的白鼠细胞毒性试验结果表明(D.Cube等Bioconjugate Chem.，2002，13，685)聚N-异丙基丙烯酰胺几乎不存在生物毒性。
以聚N-异丙基丙烯酰胺(pNIPAM)水凝胶作为复合荧光微粒基体材料来制备荧光微球是本发明一个优选实施方案的重要特点。
适用于本发明的无机荧光纳米微粒包括但不限于无机半导体荧光纳米微粒。优选II-VI族半导体，更优选CdTe纳米微粒。所述无机荧光纳米微粒的平均粒径优选为2-5nm。优选地，所述CdTe荧光纳米微粒的荧光发射中心峰位介于510-650纳米之间。
无机荧光纳米微粒表面上所修饰的官能团包括但不限于各种巯基化合物，优选巯基化合物上。羟基、胺基和羧基中的至少一种或两种。所述官能团优选被载带在巯基化合物上。
根据本发明的一种优选实施方案，水溶性CdTe荧光纳米微粒表面同时修饰有含有羟基的巯基化合物和含有羧基的巯基化合物。更优选地，所述含有羟基的巯基化合物选自巯基甘油、巯基乙醇，所述含有羧基的巯基化合物选自巯基乙酸、巯基丙酸、硫辛酸。
适用于本发明的无机荧光纳米微粒可以采用各种已知的方法制备。但是，从制备工艺简单、条件容易控制的角度考虑，荧光纳米微粒优选是在水溶液中直接反应制备的。更优选利用巯基化合物作稳定剂经过一步反应合成的水溶性CdTe纳米微粒。但是，本发明所阐述的方法同样适用于利用TOP/TOPO方法制备的荧光纳米微粒，但微粒必须是经过表面置换得到的水溶性的微粒。
荧光纳米微粒的一种制备方法公开于M.Y.Gao等，J.Phys.Chem.，1998，102，8360(全文引入本文作为参考)中。
优选地，可以根据M.Y.Gao等，J.Phys.Chem.，1998，102，8360中公开的方法，采用如下条件制备荧光纳米微粒为了实现与pNIPAM的有效复合，主要采用的稳定剂包括巯基甘油(或巯基乙醇)和巯基乙酸(或硫辛酸、巯基丙酸等)，其摩尔比例以巯基甘油和巯基乙酸为例，巯基甘油∶巯基乙酸＝10∶10～10∶1(优选10∶2.5)，所得到的CdTe纳米微粒的荧光发射光谱的中心发射峰位可在510-650纳米之间。通过对微粒尺寸的控制实现有效的调节，所得到的荧光纳米微粒的半高峰宽在50纳米左右。在所得到的荧光微粒溶液中CdTe浓度为在10mM-20mM之间。
本发明中，热敏性聚合物微球和无机荧光纳米微粒的复合可以采用各种方法进行。热敏性聚合物微球和无机荧光纳米微粒的复合比例没有特别限制，可以根据实际需要适当地加以调整。但是，优选为1-15％(重量比)，更优选为3.0-9.0％。例如，一种优选的制备方法可以描述如下将pNIPAM水凝胶微球与CdTe纳米微粒按溶液体积比为1∶0.01～1∶1的比例进行混合。具体过程如下首先，将pNIPAM水凝胶球的pH调至6.5-10.0(优选pH调至7.0-8.0)，搅拌30分钟，然后加入巯基化合物稳定CdTe纳米微粒水溶液，再将体系的pH调至9.0-13.0(优选pH调至9.0-10.0)，并在室温下继续搅拌2-72小时(优选2-24小时)，得到pNIPAM-CdTe荧光水凝胶微球。
将上述复合物进行诱导相变。所述诱导相变的条件没有特别限制，但是需要控制体系的温度。举例来说，可以将上述复合水凝胶微球加热至一定温度(例如40-80℃)进行诱导相变，使得无机荧光纳米微粒能够牢固地固定在热敏性聚合物中。诱导相变的时间长短没有特别限制，但是优选0.5-24小时，更优选1-5小时，最优选1-3，以确保无机荧光纳米微粒能够牢固地固定在热敏性聚合物中。
经过诱导相变后的复合体系可以直接用作荧光微球的分散体系，也可以经过离心分离，并任选地沉淀和洗涤，从而得到荧光微球。本发明的荧光微球可以均匀分散于水中。因此，也可将得到的荧光微球重新分散于适量的二次去离子水中，从而得到荧光微球的水分散体系。
根据本发明的一个优选实施方案，制得的pNIPAM-CdTe荧光微球粒径可以控制在200-800纳米之间，微球的粒度分布均匀，其荧光性质由被复合的荧光微粒决定的，荧光CdTe纳米微粒在微球中的含量通常在1.0％-15％(重量百分比，优选3.0％-9.0％)之间可以进行可控调节。
从上述荧光微球的复合过程来看，它比已经存在的荧光微球的制备方法更为简单，并且克服了上述制备过程中存在的步骤繁多等诸多技术上缺点。
总之，基于热敏性聚合物例如pNIPAM作为基体的荧光微球，不论是在制备方法方面，还是在复合的荧光微粒的选择方面都体现出非常显著的特点和优点，因此，以该方法制备的荧光微球在生物医学检测中应该体现出更广阔的应用前景和良好的市场前景。
尽管不愿受任何理论的束缚，但是据信，以pNIPAM和CdTe荧光纳米微粒的复合得到的荧光微球为例，制备原理是通过纳米微粒表面的修饰基团与pNIPAM链段的氢键相互作用，使得CdTe荧光纳米微粒在pNIPAM经过热相变后被复合在pNIPAM微球中，形成荧光复合微球。主要制备过程如下1)通过N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)单体的均聚或与其它自由基单体的共聚制备粒径均一可在水中分散的pNIPAM水凝胶(microgel)微球，其它自由基单体分别为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、N-二甲基丙烯酰胺等。利用pNIPAM的分子内和分子间的氢键相互作用，得到球形水凝胶球。2)按照并改进文献方法在水体系利用一步反应方法合成CdTe荧光纳米微粒，通过选择适当的巯基化合物作为稳定剂，可使微粒表面修饰有不同的官能基团，如羧基和羟基等，这可以增强纳米微粒同pNIPAM链段间的氢键相互作用。3)混合上述pNIPAM水凝胶球和水溶性荧光纳米微粒，通过诱导pNIPAM微球的相变，制得复合有CdTe纳米微粒的荧光微球。利用上述方法制备的复合微球直径介于50纳米至800纳米，荧光的单色性及颜色取决于所复合的荧光微粒的荧光特征。如果复合CdTe荧光纳米晶体，所得到的微球荧光颜色可以在绿色(荧光中心峰位为510纳米)和红色(荧光中心峰位为650纳米)之间任意调节。也可以将不同尺寸的CdTe纳米微粒集成到同一pNIPAM微球中制备复合有多种荧光颜色微粒的荧光微球。
与传统的制备方法相比，本发明具有以下优点1)通过该方法制备所得的荧光微球粒径及形貌均一、发光强度高(发光亮度比相同浓度的荧光微粒提高一倍以上)、发光色纯度好(半高峰宽接近或小于50nm)、荧光微球在水中分散稳定且具有良好的生物相容性，因此，该法特别适合于制备用于生物医学检测的荧光标记材料。2)该方法合成的微球不仅可以复合单一尺寸的荧光微粒，得到单一荧光颜色的微球，还可以同时复合不同尺寸荧光纳米微粒，从而实现对微球的荧光编码。3)本发明方法使用的微球基体和荧光微粒均在水体系中合成，制备过程简单，操作方便，适于规模化和商业化生产，这将进一步加快和拓宽无机荧光纳米材料在生物医学领域中的应用。
实施例本发明的下述实施例中采用了三种具有代表性的荧光纳米微粒，其荧光发射峰中心位置波长分别为535纳米、560纳米、610纳米(分别记为CdTe535、CdTe560、CdTe610)。采用CdTe535、CdTe560、CdTe610微粒得到的pNIPAM-CdTe复合荧光水凝胶微球分别记为pNIPAM-CdTe535、pNIPAM-CdTe560、pNIPAM-CdTe610。采用CdTe535、CdTe610微粒同时复合到pNIPAM微球中得到的复合荧光水凝胶微球表示为pNIPAM-CdTe535-CdTe610。
以下实施例用于进一步说明荧光微球的具体制备过程，并不限定本发明中荧光微球的制备过程条件。
pNIPAM微球制备的实施例热敏性聚合物微球制备实施例1N-异丙基丙烯酰胺均聚物(pNIPAM)微球的制备。称取1.53gN-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)单体溶于125ml二次去离子水，通入高纯氮除氧30分钟，加热溶液升温至70℃形成溶液I；称取0.076g过硫酸钾(KPS)溶于25ml二次去离子水，通入高纯氮30分钟形成溶液II；将溶液II加入溶液I，并在氮气保护下，于70℃下搅拌混合溶液4.5小时，得到pNIPAM微球。
热敏性聚合物微球制备实施例2N-异丙基丙烯酰胺和交联剂共聚物微球的制备，所采用的交联剂为N，N’-亚甲基双丙烯酰胺。具体过程如下，称取1.50g N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和0.013gN，N’-亚甲基双丙烯酰胺溶于125ml二次去离子水，通高纯氮除氧30分钟，加热体系至70℃形成溶液I；引发剂溶液的制备条件及微球聚合条件与微球制备实施例1相同，得到pNIPAM微球。
热敏性聚合物微球制备实施例3N-异丙基丙烯酰胺、交联剂、甲基丙烯酸三元共聚物微球的制备。具体的制备过程如下，取1.40g N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)，甲基丙烯酸10μl和0.013g N，N’-亚甲基双丙烯酰胺，将其溶解于125ml二次水中，经高纯氮除氧得到溶液I，引发剂溶液的制备条件及微球聚合条件与微球制备实施例1相同，得到pNIPAM微球。
热敏性聚合物微球制备实施例4N-异丙基丙烯酰胺、交联剂、N-二甲基丙烯酰胺三元共聚物微球的制备。具体的制备过程如下，取1.40g N-异丙基丙烯酰胺、0.013g N，N’-亚甲基双丙烯酰胺和0.10g N-二甲基丙烯酰胺，将其溶解于125ml水中，经高纯氮除氧得到溶液I，引发剂溶液的制备条件及微球聚合条件与微球制备实施例1相同，得到pNIPAM微球。
CdTe荧光纳米微粒制备的实施例无机荧光纳米微粒的制备实施例1巯基甘油一巯基乙酸表面修饰的CdTe纳米微粒的制备。取150ml二次去离子水，通入高纯氮0.5小时以上除氧，称取1.405g高氯酸镉(Cd(ClO4)2·6H2O)加入到上述二次去离子水中，随后加入0.56ml巯基甘油和0.12ml巯基乙酸稳定剂(摩尔比为8∶2)，再用5M的NaOH水溶液将其pH值调至11.2，形成含有巯基化合物和镉离子的溶液。另一方面，配置0.5M硫酸溶液，并通入氮气除氧0.5小时。然后，取30ml该硫酸溶液注入到盛有0.39g碲化铝(Al2Te3)的烧瓶中反应，将反应生成的H2Te直接通入上述镉溶液中，在搅拌下反应15分钟后，然后加热回流该溶液，得到巯基甘油一巯基乙酸稳定的CdTe荧光纳米微粒水溶液。通过控制回流时间，得到不同尺寸的巯基甘油一巯基乙酸稳定的CdTe荧光纳米微粒，其荧光发射中心峰位在510纳米至650纳米之间任意调变。
荧光微球制备的实施例荧光微球的制备实施例1pNIPAM-CdTe单一颜色复合荧光微球的制备。取上述pNIPAM制备实施例中制备的pNIPAM水凝胶微球100ml，用2M NaOH水溶液将其pH值调至7.5，然后加入10ml巯基甘油-巯基乙酸(8∶2)修饰的CdTe纳米微粒水溶液(发射中心峰位在510nm至610nm之间的任一荧光颜色)，调节体系的pH至9.5，在室温下继续搅拌24小时，然后，将混合液在45℃下保持2小时，然后经过离心分离、洗涤和重新分散得到复合荧光微球，其荧光照片见附图1，2和3，荧光光谱见图4。
荧光微球的制备实施例2pNIPAM-CdTe单一颜色复合荧光微球的制备。取上述pNIPAM制备实施例中制备的pNIPAM水凝胶微球10ml，用2M NaOH水溶液将其pH值调至7.0；按5∶1的比例将巯基甘油-巯基乙酸(8∶2)修饰的CdTe纳米微粒水溶液浓缩，然后加入2ml上述浓缩的CdTe纳米微粒水溶液(发射中心峰位在510nm至610nm之间的任一荧光颜色)，调节体系的pH至9.0，在室温下继续搅拌48小时，然后，将混合液在70℃下保持1小时，经过离心分离、洗涤和重新分散得到复合荧光微球。
荧光微球的制备实施例3复合有两种颜色荧光微粒的pNIPAM-CdTe荧光微球的制备。所用pNIPAM水凝胶微球和CdTe纳米微粒水溶液以及具体制备过程与荧光微球的制备实施例1相同，只是按比例同时加入5ml巯基甘油-巯基乙酸(8∶2)修饰的CdTe535纳米微粒水溶液和5ml巯基甘油-巯基乙酸(8∶2)修饰的CdTe610纳米微粒水溶液(按需要加入发射中心峰位在510nm至610nm之间的两种荧光颜色)，其余过程与荧光微球的制备实施例1相同，得到复合有两种不同荧光颜色的CdTe微粒的荧光微球。其荧光发射光谱见图5。
荧光微球的制备实施例4复合有三种颜色荧光微粒的pNIPAM-CdTe荧光微球的制备。所用pNIPAM水凝胶微球和CdTe纳米微粒水溶液以及具体制备过程与荧光微球的制备实施例1相同，只是按4∶4∶2比例同时加入4ml巯基甘油-巯基乙酸(8∶2)修饰的CdTe535纳米微粒水溶液、4ml CdTe580纳米微粒水溶液、2ml CdTe580纳米微粒水溶液(按需要加入发射中心峰位在510nm至610nm之间的三种荧光颜色微粒)，其余过程与荧光微球的制备实施例1相同，得到复合有三种不同荧光颜色的CdTe微粒的荧光微球。
权利要求
1.一种荧光微球的制备方法，包括使热敏性聚合物微球与表面修饰有官能团的水溶性无机荧光纳米微粒进行复合；将所得复合物进行诱导相变；将经过诱导相变的复合物分离，得到荧光微球。
2.根据权利要求1的方法，其中所述热敏性聚合物为N-异丙基丙烯酰胺的均聚物，和/或，N-异丙基丙烯酰胺和其它自由基单体的共聚物。
3.根据权利要求2的方法，其中所述其它自由基单体为选自丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸、N，N’-亚甲基双丙烯酰胺中的至少一种。
4.根据权利要求1的方法，其中所述热敏性聚合物微球为平均粒径为50-800纳米的水凝胶微球。
5.根据权利要求1的方法，其中所述无机荧光纳米微粒为水溶性CdTe纳米微粒。
6.根据权利要求5的方法，其中所述的表面修饰官能团为巯基化合物。
7.根据权利要求1的方法，其中所述的官能团选自含有羟基、胺基和羧基的巯基化合物至少一种。
8.根据权利要求6的方法，其中所述的官能团选自羟基、胺基和羧基中的至少一种。
9.根据权利要求8的方法，其中所述水溶性CdTe荧光纳米微粒表面同时修饰有含有羟基的巯基化合物和含有羧基的巯基化合物。
10.根据权利要求9的方法，其中所述含有羟基的巯基化合物选自巯基甘油、巯基乙醇和它们的混合物。
11.根据权利要求9的方法，其中所述含有羧基的巯基化合物选自巯基乙酸、巯基丙酸、硫辛酸和它们中两种以上的混合物。
12.根据权利要求5的方法，其中所述CdTe荧光纳米微粒的荧光发射中心峰位介于510-650纳米之间。
13.根据权利要求1的方法，其中所述无机荧光纳米微粒具有多种尺寸即多种荧光颜色。
14.一种荧光微球，包括热敏性聚合物微球和表面修饰有官能团的水溶性无机荧光纳米微粒的复合物，所述无机荧光纳米微粒通过诱导相变而固定在微球内部。
15.按照权利要求14的荧光微球，其荧光性质取决于所复合的荧光微粒的数量和种类。
16.一种荧光微球的水分散体系，包括稳定地分散在水中的权利要求14所述的荧光微球。
全文摘要
本发明提供了一种荧光微球的制备方法，包括使热敏性聚合物微球与表面修饰有官能团的水溶性无机荧光纳米微粒进行复合；将所得复合物进行诱导相变；和将经过诱导相变的复合物分离，得到荧光微球。还提供了利用该方法得到的荧光微球及其水分散体系。本发明方法反应条件温和，制备过程简单，操作方便，适于规模化和商业化生产，特别适用于制备生物医学检测的荧光标记材料，制得的荧光微球在纳米尺寸范围、粒径及形貌均一、发光强度高、发光纯度好、在水中分散稳定且具有良好的生物相容性。
文档编号C09K11/08GK1690163SQ20041003508
公开日2005年11月2日 申请日期2004年4月23日 优先权日2004年4月23日
发明者高明远, 巩雁军, 汪大洋 申请人:中国科学院化学研究所