[發(fā)明專利]水溶性量子點(diǎn)熒光納米球及其制備

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310298083.2
• 申請(qǐng)日: 2013-07-16
• 公開（公告）號(hào): CN103361067A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 常津;李雪;楊秋花;武玉東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): C09K11/88
• 分類號(hào): C09K11/88;C09K11/02;C08F120/06;C08F8/32;G01N33/533
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 王麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種水溶性量子點(diǎn)熒光納米球及其制備方法，屬于檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

量子點(diǎn)（QDs），是一種半導(dǎo)體納米晶，由于其獨(dú)特的光學(xué)性質(zhì)，使其作為一種新型的熒光標(biāo)記物已經(jīng)得到廣泛關(guān)注，它激發(fā)光譜寬，呈連續(xù)分布，而發(fā)射光譜窄，單色性好且顏色可調(diào)，熒光強(qiáng)度是傳統(tǒng)有機(jī)熒光素的20～50倍，并且具有持久的光化學(xué)穩(wěn)定性。以現(xiàn)有的技術(shù)光化學(xué)性質(zhì)良好的量子點(diǎn)通常在油相中合成，無(wú)法直接應(yīng)用于生物環(huán)境中。因此獲得生物相容性好，易于功能化，粒徑均一，穩(wěn)定性好的量子點(diǎn)熒光納米球?qū)NA雜交、分子成像、生物傳感，特別是臨床醫(yī)學(xué)診斷的發(fā)展具有重大意義。

現(xiàn)有的量子點(diǎn)熒光納米球的制備方法主要分為兩大類：第一類是將量子點(diǎn)表面的油溶性配體置換為親水性配體的配體交換法；第二類是將雙親性高分子或脂質(zhì)體直接包裹在量子點(diǎn)表面的包覆法。這兩種改性方法各有優(yōu)勢(shì)，但都得到的熒光納米球里面僅含有一個(gè)量子點(diǎn)，應(yīng)用時(shí)有如下缺點(diǎn)：（1）粒徑較小（10～30nm）無(wú)法滿足體內(nèi)體外診斷的所有需要；（2）改性及功能化后易發(fā)生熒光淬滅，導(dǎo)致熒光效率低；（3）單個(gè)量子點(diǎn)，容易發(fā)生熒光閃爍現(xiàn)象，對(duì)檢測(cè)結(jié)果特別是熒光成像和示蹤有巨大影響。因此，提高量子點(diǎn)在熒光球中的包裹量既可以克服上述缺點(diǎn)，又可以提高免疫探針的信號(hào)強(qiáng)度，對(duì)該技術(shù)的發(fā)展具有重大意義。聚丙烯微球中摻雜量子點(diǎn)得到的編碼微球可以包裹多個(gè)量子點(diǎn)，但聚丙烯微球粒徑在微米范圍，作為熒光探針在分子尺度方面的應(yīng)用具有局限性。制備納米范圍的包裹多個(gè)量子點(diǎn)的熒光納米球可以減少改性及功能化過(guò)程中單個(gè)量子點(diǎn)的熒光淬滅現(xiàn)象，也可避免在檢測(cè)過(guò)程中出現(xiàn)熒光閃爍現(xiàn)象，影響成像示蹤效果，同時(shí)可增加檢測(cè)的信號(hào)強(qiáng)度效率和穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于熒光標(biāo)記在生物診斷檢測(cè)領(lǐng)域的重要應(yīng)用，本發(fā)明的目的在于提高熒光納米球內(nèi)量子點(diǎn)的包載量，提供一種量子點(diǎn)熒光納米球的制備方法，該熒光納米球具有高效的熒光強(qiáng)度，可控、均勻的粒徑，易功能化、制備純化簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性良好等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于生物診斷檢測(cè)領(lǐng)域。

本發(fā)明所述的量子點(diǎn)熒光納米球，由油溶性量子點(diǎn)改性而成，主要利用水/乳化劑/雙親性高分子/油的反應(yīng)體系，通過(guò)相轉(zhuǎn)移的方法將雙親性高分子包覆在量子點(diǎn)表面，可獲得包裹多個(gè)量子點(diǎn)的熒光納米球。得到的量子點(diǎn)熒光納米球成球形良好，表面帶有大量羧基，容易實(shí)現(xiàn)功能化，可與抗體連接后形成免疫熒光探針，具有重要意義。

本發(fā)明通過(guò)將烷基胺接枝到聚丙烯酸類的親水性高分子的側(cè)鏈上，從而制備出具有雙親性的高分子。結(jié)構(gòu)包括主鏈（脂肪族長(zhǎng)碳鏈），親水側(cè)鏈（羧基）和疏水側(cè)鏈（烷基鏈）。其中，脂肪族長(zhǎng)鏈可以為聚丙烯酸類均聚物，如聚丙烯酸，聚（2-乙基丙烯酸）；也可以為聚丙烯酸類的嵌段共聚物，如叔丁基丙烯酸脂-乙基丙烯酸脂-甲基丙烯酸三嵌段共聚物；羧基伸向量子點(diǎn)外側(cè)以保證親水性并提供功能化位點(diǎn)；烷基鏈（7～18個(gè)碳鏈長(zhǎng)度）與量子點(diǎn)表面的疏水配體通過(guò)疏水作用力緊密結(jié)合，以達(dá)到隔離外界水環(huán)境，保持量子點(diǎn)熒光效率和穩(wěn)定性的目的。如圖2透射圖片所示，制備的量子點(diǎn)熒光納米球成球形好，可觀察到內(nèi)部包埋有多個(gè)量子點(diǎn)。

本發(fā)明中雙親性高分子的制備原料摩爾比如下：

聚丙烯酸類親水性高分子：烷基胺類物質(zhì)=1：30～120；烷基胺類物質(zhì)：乙基-（3-二甲基丙基）碳化二亞胺鹽酸（EDC）=1：3；

量子點(diǎn)熒光納米球的制備及組裝原料質(zhì)量份數(shù)比如下：

雙親性高分子：量子點(diǎn)=20～200：1；

制備步驟如下：

1.制備雙親性高分子的過(guò)程

將聚丙烯酸類親水性高分子溶解在二甲基亞砜（DMSO）中，35℃條件下攪拌12～24小時(shí)。加入烷基胺類物質(zhì)，繼續(xù)攪拌4～6小時(shí)，最后加入偶聯(lián)劑乙基-（3-二甲基丙基）碳化二亞胺鹽酸（EDC），反應(yīng)進(jìn)行12～16小時(shí)，將得到的混合物分別用乙醇和水透析純化，真空干燥箱里干燥后得到雙親性高分子。

2.量子點(diǎn)熒光納米球的制備及組裝

(1)將雙親性高分子加入二氯甲烷中，超聲使其分散均勻，再加入粉末狀油溶性量子點(diǎn)，超聲使其分散均勻后待用，此為反應(yīng)體系的油相溶液；

(2)按照水相：油相體積比為3～15：1的比例加入去離子水，再按照5mg/mL的量加入表面活性劑Triton?X-100，混勻后用超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)在50～200W的功率下超聲，并在超聲過(guò)程中加入步驟（1）中的油相溶液，超聲直至形成水包油的均勻乳液。