[發明專利]一種水凝膠微球型熒光傳感器、制備方法及應用

在審

• 申請號: 201610305661.4
• 申請日: 2016-05-10
• 公開（公告）號: CN105784664A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 陳小強;宋振虎;王芳;魏廷文;強健
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 郭百濤

技術領域

本發明涉及一種傳感器、制備方法及應用，更具體地說涉及一種水凝膠微球型熒光傳感 器、制備方法及應用。

背景技術

在傳統的熒光傳感器系統中，熒光探針被懸浮于水溶液中或固定在固體基質上。當加入 檢測物時，分散于水相中熒光探針可以檢測是否有目標分子出現。如果有目標分子，熒光探 針會出現很直接的熒光變化。但是也有一定的局限性，比如熒光探針在整個檢測體系中比較 分散，檢測靈敏度一般；有時候檢測物有顏色比較復雜，一旦熒光探針加入到檢測物中就無 法分離出來，而且很難進行熒光分析檢測等。雖然把熒光探針固定在固體基質表面可以解決 這些問題，但是在水洗過程中，熒光探針很容易脫落。

水凝膠是一種三維親水性網絡狀聚合物，因其具有高含水量及靈活多變的柔性結構，并 易于模擬活體組織而被廣泛應用于生物醫學工程領域。如聚乙二醇(PEG)水凝膠材料的生物 相容性好、免疫原性低且可操控性強，可通過物理或化學交聯的方法得到不同結構和功能的 水凝膠，其中PEG丙烯酸酯類衍生物因具有較好的光聚合性能而成為最常用的PEG基水凝膠 前體。在光引發劑和紫外光作用下，聚乙二醇雙丙烯酸酯(PEG-DA)能在室溫下迅速聚合成 PEG-DA水凝膠，反應時間短、成型快且耗能低。此外，紫外光聚合反應可實現空間與時間上 的可控，形成結構多樣的水凝膠，不僅可以作為藥物載體或組織修復與再生的細胞支架材料， 還可作為構建微流體芯片細胞培養平臺的基質材料。

傳統的檢測離子的方法有原子吸收光譜法和電感耦合等離子體質譜法。但由于昂貴檢測 花費，苛刻的檢測要求，以及漫長的檢測耗時都限制了對離子的快速檢測。如果利用水凝膠 材料的上述優點，將其包裹熒光探針；水凝膠與探針充分混合，再通過紫外光聚合反應就可 以直接加工成具有微球結構的適于熒光分析檢測的熒光傳感器。再結合熒光顯微鏡，就可以 很方便的進行分析檢測離子。

發明內容

本發明克服現有技術存在的問題，提供用于檢測離子的水凝膠微球型熒光傳感器，同時 提供其制備方法及應用。

本發明技術構思如下：利用水凝膠材料的優點，將其應用于包裹熒光探針。水凝膠與探 針充分混合，通過紫外光聚合反應直接加工成具有微球結構的適于熒光分析檢測的熒光傳感 器系統。成功固化后的水凝膠微球具有很好的柔性結構，且不會釋放出水凝膠單體，所以不 會影響檢測。又因為是網狀結構，所以被包裹的熒光探針非常穩定得分散于水凝膠中，不會 從微球中泄露出來，而且檢測物可以自由的進出整個微球傳感器體統。結合熒光顯微鏡，可 以很方便的進行分析檢測離子、分子、氣體等物質。

本發明解決其技術問題的技術方案如下：

本發明的水凝膠微球型熒光傳感器，其是由水凝膠包裹熒光探針形成的直徑為300-500 μm的微球。

本發明的水凝膠微球型熒光傳感器，其進一步的技術方案是所述的水凝膠為聚氨酯水凝 膠、聚乙二醇雙丙烯酸酯水凝膠、聚丙烯酸水凝膠、聚甲基丙烯酸水凝膠、聚丙烯酰胺水凝 膠或聚N-聚代丙烯酰胺水凝膠。

本發明的水凝膠微球型熒光傳感器，其進一步的技術方案還可以是所述的熒光探針包括 檢測汞離子熒光探針、檢測鉛離子熒光探針、檢測硫化氫熒光探針、檢測金離子熒光探針、 檢測次氯酸根離子熒光探針、檢測新霉素的囊泡熒光探針或檢測谷胱甘肽熒光探針。

其中，檢測汞離子熒光探針分子式包括以下結構：

檢測鉛離子熒光探針分子式包括以下結構：

檢測硫化氫熒光探針分子式包括以下結構：

檢測金離子熒光探針分子式包括以下結構：

檢測次氯酸根離子熒光探針分子式包括以下結構：

檢測新霉素的囊泡分子式包括以下結構：

本發明上述的水凝膠微球型熒光傳感器的制備方法，其包括以下步驟：水相由副通道入 口、油相由主通道入口分別推射進入T型結構微流體芯片，油相和水油在微流體芯片通道交 叉處形成微球，然后進行光固化，即得到微球型熒光傳感器。