[發明專利]一種溶脹法制備聚集誘導發光微球的方法及其應用

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• 申請號: 202210243717.3
• 申請日: 2022-03-11
• 公開（公告）號: CN114933897A
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 黃小林;熊勇華;賴衛華;李響敏;劉文娟;陳媛
• 申請（專利權）人: 江西維邦生物科技有限公司
• 主分類號: C09K11/06
• 分類號: C09K11/06;C09K11/02;B01J13/02;G01N33/577;G01N33/558;G01N33/548;G01N33/53;G01N33/58;G01N33/533
• 代理公司: 南昌邁恩知識產權代理事務所(普通合伙) 36139
• 代理人: 徐克寒

本發明公開了一種溶脹法制備聚集誘導發光微球的方法及其應用，包括如下步驟：(1)將羧基聚苯乙烯微球溶解于含有表面活性劑的水溶液中，超聲分散后注入有機溶劑中，室溫溶脹；(2)將橙色或紅色或近紅外或綠色AIE染料溶解到有機溶劑中，超聲分散，得到染料溶液；(3)將(1)的混合溶液注入染料溶液中，超聲攪拌后減壓旋蒸，將反應混合溶液離心洗滌至上清無熒光。聚集誘導發光微球可作為信標探針，應用于免疫層析試紙條平臺、酶聯免疫吸附平臺、流式細胞平臺。本發明合成的熒光微球熒光信號強、染料裝載量大，表面具有可以直接用于蛋白質偶聯的官能團，熒光微球粒徑均一，重現性高，穩定性好，具有大規模合成的潛力，滿足產業批量生產的需求。

技術領域

本發明屬于生物分析及快速檢測技術領域，具體涉及一種溶脹法制備聚集誘導發光微球的方法及其應用。

背景技術

熒光分析方法具有分析速度快、靈敏度高、結果穩定、定量分析等優勢受到臨床診斷、食品安全等快速檢測領域的研究者們廣泛關注，在保障人們生命健康方面發揮著關鍵作用。熒光微球是一種在外界激發光刺激下發射出熒光的功能微球，在單個微球中富集了成千上萬的熒光有機或無機物質，具有熒光微球粒度均一、單分散性好、穩定性好、發光效率高的優點，在生物化學、醫藥、臨床醫學、基因分析以及光學儀器等眾多領域都具有廣泛的應用。

傳統染料包埋的熒光微球，如FITC熒光微球，具有較強的熒光信號，是最早應用于免疫層析試紙條的一種熒光探針。由于熒光染料分子自身的結構特點，傳統有機熒光染料如熒光素，羅丹明等在高濃度或聚集態時熒光會大幅減弱甚至發生熒光猝滅(aggregation-caused quenching，ACQ)現象，且傳統單分子熒光探針熒光信號弱，光學穩定性差，斯托克斯位移小，導致該類熒光染料在實際應用中發生熒光自吸收、激發發射光干擾以及濃度淬滅效應，因而嚴重制約了傳統熒光探針在分析領域的中的應用。

直到2001年，香港科技大學唐本忠院士課題組首次提出的“聚集誘導發光(aggregation-induced emission，AIE)”概念，為解決這一問題開辟了新的途徑。相比傳統ACQ型有機發光材料，具有AIE性質的材料在稀溶液狀態下發光微弱甚至難以觀察到，但是在溶液中發生聚集或在固體狀態下卻可發出明亮的熒光，此現象使AIE熒光分子在固相材料中的應用占據顯著的優勢。AIE熒光染料具有越聚集越發光的奇特現象，成功的克服了傳統ACQ熒光的缺點，在固相基質的應用中具有顯著優勢。

常見的AIE有機熒光分子有噻咯，四苯基乙烯等及其衍生物。在溶液狀態下，AIE分子外圍的苯環可以通過單鍵繞中心自由旋轉，這個過程以非輻射的形式消耗了激發態的能量，導致熒光減弱甚至不發光。但是該類分析在聚集狀態下，例如高密度封裝至微球中，AIE分子的“螺旋槳”式的構型可以防止π-π堆積，抑制熒光猝滅；同時由于空間限制，AIE分子內旋轉或振動受到了很大阻礙，這種分子內旋轉受限及振動受限抑制了激發態的非輻射衰變渠道，打開了輻射衰變渠道，從而使熒光大大增強。AIE熒光分子在聚集或者固態發光性能奠定了AIE在固相材料中應用的基礎。

因此，亟需開發一種無毒無害、穩定性高、發光強度高的新型發光材料，拓寬熒光材料在分析檢測、臨床示蹤等領域的應用領域。

發明內容

針對現有技術中的不足與難題，本發明旨在提供一種溶脹法制備聚集誘導發光微球的方法及其應用，合成高熒光強度，低生物毒性的新型聚集誘導發光微球。本發明要解決的另一技術問題是現有微乳液法制備AIE微球粒徑不均一，重現性差，無法滿足產業化大規模合成的技術瓶頸。本發明要解決的另一技術問題是現有熒光微球發光效率低導致檢測靈敏度低的問題。

本發明通過以下技術方案予以實現：

一種溶脹法制備聚集誘導發光微球的方法，包括如下步驟：

(1)將羧基聚苯乙烯微球溶解于含有表面活性劑的水溶液中，超聲分散后注入有機溶劑中，室溫溶脹；