[發明專利]一種高熒光強度微球及其制備方法

有效

• 申請號: 201510363754.8
• 申請日: 2015-06-26
• 公開（公告）號: CN105080439B
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發明（設計）人: 古宏晨;徐宏;張鼎晟子;王葉菲
• 申請（專利權）人: 中翰盛泰生物技術股份有限公司
• 主分類號: B01J13/14
• 分類號: B01J13/14;C09K11/88;C09K11/02
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司31220
• 代理人: 鄭立

技術領域

本發明涉及一種微球的制備方法，尤其涉及一種高熒光強度微球的制備方法，屬于納米生物材料領域。

背景技術

基于熒光編碼微球的懸浮微陣列技術具有對同一種樣品中的多種蛋白、細胞因子等進行同時篩選和定量的能力，在疾病診斷領域具有很高的研究和應用價值。懸浮微陣列技術的核心技術是在檢測過程具有獨特標記信號的編碼微球，該微球可以通過有機熒光基團、拉曼探針、或者量子點納米晶等發光材料標記獲得。相比其他發光材料，量子點因具有寬激發譜、窄發射譜、發射波長可通過尺寸調節等優點而被認為是理想的熒光編碼材料。因此，自從Nie等(Nature Biotechnology，2001,19,631-635)首先提出以量子點為原料制備多色編碼微球以來，應用于多指標檢測體系，基于量子點進行多色編碼的概念得到了科學家們的廣泛關注。

為了將量子點微球應用于高通量的多指標檢測體系，大量的研究都集中到如何將量子點裝載入微球內部，從而獲得高熒光強度、尺寸均一、表面功能化、生物相容性良好的量子點編碼微球。目前制備量子點編碼微球的方法主要有三種：

一、通過溶脹法直接將量子點包埋于聚合物微球中。Nie等(Nature Biotechnology，2001,19,631-635)首先利用溶脹法制備多色量子點微球，證明其可應用于生物檢測，但該種方法制備得到的熒光微球量子點裝載數量有限，熒光強度低，不能實現高通量的多指標檢測。為了提高量子點編碼微球性能，Gao和Nie(Anal.Chem.2004,76,406-2410)利用15μm的介孔聚苯乙烯微球為基質，合成了尺寸均一、高熒光強度的量子點微球，該多孔微球相比于無孔微球，微球內部裝載的量子點數量大，其熒光強度提高了近1000倍。然而，由于該溶脹法采用氯仿/正丁醇作為混合溶劑進行溶脹與裝載，而正丁醇會影響量子點的表面結構，導致其熒光淬滅，因此采用該方法制備得到的熒光微球內部的量子點的熒光性能會受到影響，得到的微球總體熒光強度與熒光編碼能力仍無法滿足多指標檢測的編碼需求。最近，Wang等(langmuir 2012,28,6141-6150)發展了一種溶脹-蒸發法，通過在微球溶脹裝載量子點的過程中不斷蒸發氯仿來提高溶脹溶劑中量子點濃度，以此為推動力使量子點更有利于擴散進入微球孔道，避免使用傳統溶脹法中正丁醇等不良溶劑對量子點表面結構的破壞，從而獲得高熒光強度的量子點微球。但是由于蒸發氯仿的過程難控制，極易引起量子點自身團聚粘附于微球表面，最終獲得的熒光微球的熒光均一性變差。

二、在微球合成過程中通過化學接枝或者包埋法裝載量子點，其中包括種子生長法與微乳液聚合法。前者是以聚合物微球為種子，加入單體、引發劑以及量子點在種子表面進行聚合反應，Bawendi等(Langmuir 2006,22:3782–3790)通過在乙醇相中聚合制備得單色量子點微球，量子點能夠均勻分布于微球內部，但聚合獲得的微球尺寸不均一，且不能有效控制量子點的裝載數量，因此認為該法不適合制備編碼微球。Joumaa等(Langmuir 2006,22,1810-1816)采用微乳液聚合法雖然能夠保證量子點在微球內部分布，但由于量子點與聚苯乙烯在制備過程兩相分離，透射電鏡結果顯示量子點在微球內部成團聚狀分布，影響微球的熒光強度與均一性。

三、通過層層自組裝的方法在微球表面包覆量子點。Rogach等(Colloids and Surfaces A:Physicochemical and Engineering Aspects 163(2009):39–44)通過利用相反電荷間的靜電作用，將水溶性量子點CdTe包覆于聚合物微球表面，Pang等(Anal.Chem.2013,85,11929-11935)以聚苯乙烯-丙烯酰胺共聚納米微球為模板，通過層層自組裝的方法將熒光量子點與磁性納米氧化鐵顆粒組裝到微球表面，通過在包覆過程中調節量子點的種類以及兩種納米粒子的包覆量，來制備不同熒光發射和磁響應性的雙編碼微球。但水溶性量子點相比油溶性量子點，其量子產率低，且層層自組裝法的制備過程復雜，不易獲得具有高熒光強度的量子點熒光微球。

因此，本領域的技術人員致力于開發一種高熒光強度微球及其制備方法。

發明內容