[發明專利]包覆金屬納米殼層的熒光編碼微球的制備方法

有效

• 申請號: 202010135367.X
• 申請日: 2020-03-02
• 公開（公告）號: CN113337271B
• 公開（公告）日: 2023-09-01
• 發明（設計）人: 方劍秋;鐘春梅
• 申請（專利權）人: 杭州深度生物科技有限公司
• 主分類號: C09K11/02
• 分類號: C09K11/02;C09K11/06;C09K11/62;C09K11/88;C12Q1/689;C12Q1/6837;C12Q1/04;G01N33/58;G01N33/574;C12R1/35
• 代理公司: 杭州天昊專利代理事務所(特殊普通合伙) 33283
• 代理人: 向慶寧

本發明提供了一種包覆金屬納米殼層的熒光編碼微球的制備方法，通過SPG法，利用修飾一定配體的金屬納米材料在乳化過程中作為新的表面活性劑，在聚合物微球內部摻入不同種類、不同含量的熒光材料，一步即可制備出內部具有不同熒光編碼信號、表面包覆均勻的金屬納米殼層的熒光編碼微球。制得的熒光編碼微球包括金屬納米殼層、聚合物、熒光編碼材料，所述熒光編碼微球的粒徑為1μm～20μm，變異系數CV＜10％，可用于蛋白/核酸的檢測。該制備方法制備過程簡單、表面包覆率高、均一性好以及LSPR峰可控，解決了目前常用的貴金屬納米殼層包覆方法中出現的表面包覆率低、均一性差、制備過程復雜以及不可控的局域表面等離子體共振(LSPR)峰等問題。

技術領域

本發明涉及微納米材料制備與應用領域，尤其涉及包覆金屬納米殼層的熒光編碼微球、制備方法及其應用。

背景技術

液相生物芯片技術是以編碼微球作為液相反應的載體，根據蛋白質-蛋白質、核酸-核酸等相互作用規律，以快速高通量的流式細胞術作為分析手段，對蛋白、核酸等進行快速高通量的多元定量檢測，在蛋白表達、核酸分析、疾病早期診斷以及預后等領域有著非常廣泛的應用。相比于傳統的檢測手段，盡管液相芯片技術已經達到較高的檢測靈敏度，但是隨著納米科學和納米技術的快速發展，尤其面對精準診斷日益增加的需求，其性能還有繼續提升的空間和潛能。液相生物芯片的技術核心是帶有編碼信號的聚合物微球，目前常用的編碼信號有光譜信號編碼、圖形(圖像)編碼、化學信號編碼、物理信號編碼等。其中光譜信號編碼由于編碼靈活、解碼快速且方便而運用最為廣泛。

大量研究發現貴金屬納米材料在光入射的條件下所產生的局域表面等離子體共振(Localized?Surface?Plasmon?Resonance,LSPR)效應可用來有效增強連接在其表面熒光分子/顆粒的熒光信號強度進而提高檢測靈敏度，而且研究表明當熒光分子/顆粒的吸收峰/發射峰與貴金屬表面等離子體共振峰重疊時，增強效果更為顯著。如果能在熒光編碼微球表面成功控制包覆具有強LSPR效應的貴金屬納米殼層，則有望有效增強熒光報告分子的熒光強度，增加其光學穩定性，提高檢測靈敏度。

目前在聚合物微球表面包覆貴金屬納米殼層的方法主要通過種子生長法、層層自組裝法、原位化學還原法、溶劑溶脹共沉積法和pickering乳液聚合法等來實現。但是這些制備方法普遍面臨的問題是：表面包覆率低、均一性差、復雜的制備過程以及不可控的LSPR峰等。

發明內容

因此，本領域的技術人員致力于開發一種制備過程簡單、均一性好(數據支持CV＜10％))以及LSPR峰可控(數據支持400-900nm))的聚合物微球表面包覆金屬納米殼層的制備方法，以便獲得高穩定性、高重復性和高靈敏度的液相生物芯片檢測技術為疾病的診斷提供強有力的工具。

為實現上述目的，根據本發明的一方面，提供了一種包覆金屬納米殼層的熒光編碼微球的制備方法(SPG-Pickering乳液法)，主要包括以下步驟：

步驟一：將所述重懸于溶劑中的金屬納米材料分散于超純水中，形成連續相；

步驟二：將所述的熒光材料、聚合物溶解到一定量的有機溶劑中，形成分散相；

步驟三：在壓力作用下，利用膜乳化裝置，擠壓分散相通過SPG膜，在連續相作用下，在SPG膜表面形成水包油液滴。

進一步地，步驟三所述的壓力，優選為氣體壓力。

進一步地，步驟三所述的水包油液滴在連續相的剪切力作用下，液滴脫離SPG膜的表面，形成均一的水包油乳液。

進一步地，所得的均一的水包油乳液，經室溫下磁力攪拌使得乳液中的有機溶劑揮發，貴金屬納米材料均勻包覆在聚合物微球表面，制備出包覆貴金屬納米殼層的熒光編碼微球。

進一步地，所述金屬納米材料為貴金屬納米材料。