[發明專利]一種具有核殼結構的聚集誘導發光微球的制備方法

在審

• 申請號: 202210243718.8
• 申請日: 2022-03-11
• 公開（公告）號: CN114672301A
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 黃小林;范瀟璟;熊勇華;丁露;賴衛華;李響敏;熊斯誠;陳樨蕊
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: C09K11/02
• 分類號: C09K11/02;C09K11/06;B01J13/06;G01N33/52;G01N33/533;G01N33/543;G01N33/558
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 王煥巧

本發明公開了一種具有核殼結構的聚集誘導發光微球的制備方法，將聚集誘導發光材料和雙親聚合物作為原料溶于良溶劑中，之后加入具有表面活性劑的水溶液，將溶液制成微乳液，去除微乳液中的良溶劑，離心分離，將所得沉淀復溶于堿水中，水解后離心清洗，將清洗后的沉淀物復溶于緩沖液中，制得具有核殼結構的聚集誘導發光微球；原料還包括脂溶性有色染料，制得具有核殼結構、比色和熒光雙功能的聚集誘導發光微球。本發明工藝簡單，無需復雜儀器，時間較短、試劑成本低、穩定性高以及重現性好，具有較好的商業化前景；且制備的聚集誘導發光微球的形貌完整、分散性好、粒徑分布窄、熒光信號強、粒徑可控。

技術領域

本發明屬于納米材料合成、食品安全檢測和生物醫學檢驗技術領域，具體涉及一種具有核殼結構的聚集誘導發光微球的制備方法。

背景技術

熒光分析技術因其檢測方便、快速敏度、實時檢測等優勢被廣泛應用于食品安全快速檢測和生物醫學檢驗等領域，在保障食品安全和疾病診療中發揮著關鍵作用。由于傳統有機熒光染料具有剛性平面結構，導致其在高濃度或聚集態時熒光會大幅減弱甚至發生熒光猝滅，因而嚴重制約了傳統有機熒光染料在高靈敏分析領域中的應用。

直到2001年，香港科技大學唐本忠院士課題組首次提出“聚集誘導發光(AIE)”概念，為解決這一問題開辟了新的途徑。相比傳統聚集淬滅型有機熒光染料，具有聚集誘導發光性質的熒光染料在稀溶液狀態下發光微弱甚至難以觀察，但當在溶液中發生聚集或在固體狀態下時可發出明亮的熒光。聚集誘導發光型熒光染料由于其固態發光的獨特性質，已經成為熒光領域的研究熱點。

目前聚集誘導發光微球的合成方法主要有乳液聚合法、自組裝法和微乳液法。乳液聚合法(CN104628923A、CN104628924A)可以合成結構穩定的聚合物微球，但存在引發劑引發的聚合反應，因此合成周期較長(＞2天)。自組裝法(CN113788795A)將聚集誘導發光材料和親水化合物通過化學合成連接成一端親水另一端疏水的雙親化學物。在微球合成中，由于親水疏水相互作用，無需引發劑，自發成球。由于需要提前將AIE分子與親水化學物通過化學合成連接，因此自組裝法合成微球的前處理工藝復雜，通用性低。且由于化合物結構的限制(染料和聚合物固定為1∶1)，因此其染料裝載效率低。微乳液法兼顧了乳液聚合法合成工藝簡單及自組裝法合成時間短的優勢，可通過簡單的工藝、較短的時間合成聚集誘導發光微球。例如專利CN109749326B通過微乳液法制備了四聯苯乙烯酸四甲酯熒光微球，然而內部含有機玻璃，聚甲基丙烯酸甲酯，但聚甲基丙烯酸甲酯的引入會導致熒光染料的裝載量下降，造成熒光微球的光學性能不高。通過去除有機相中的聚甲基丙烯酸甲酯，可以提高微球的染料裝載量。因此，本發明擬去除有機玻璃，采用雙親聚合物，通過微乳液法合成AIE熒光微球。由于AIE染料富含苯環，與聚合物極性有差異，在有機相揮發過程中，會發生相分離，形成典型的殼核結構。外部的聚合物外殼不但提供了多種多樣的官能團，且對熒光基團提供保護，提高環境的耐受度。在應用上具有光明前景。

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具有核殼結構的聚集誘導發光微球的制備方法。本發明提供一種穩定制備50-1000nm的聚集誘導發光微球，制備出的聚集誘導發光微球具有高熒光強度、窄粒徑分布和高球形度等特點。

由于聚集誘導發光材料的疏水性遠高于雙親聚合物，去除良溶劑時會發生相分離，聚集誘導發光材料向內收縮成核，雙親聚合物在外呈殼，制備的聚集誘導發光微球具有鮮明的核殼結構。雙親聚合物外殼，對AIE內核起保護作用，隔絕外界極端環境對內部熒光基團的影響，所制備的熒光微球具有穩定性更高，環境耐受度更好的優勢。如圖2所示，合成的聚集誘導發光微球具有核殼結構。

本發明通過以下技術方案予以實現：

本發明一方面提供一種具有核殼結構的聚集誘導發光微球的制備方法，將聚集誘導發光材料和雙親聚合物作為原料溶于良溶劑中，之后加入具有表面活性劑的水溶液，將溶液制成微乳液，去除微乳液中的良溶劑，離心分離后將所得沉淀復溶，水解后離心清洗，將清洗后的沉淀物復溶于緩沖液中，制得具有核殼結構的聚集誘導發光微球。