專利名稱：一種磁性熒光微球及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁性熒光微球及其制備方法。
背景技術(shù)：
磁性熒光微球是指高分子微球內(nèi)引入磁性納米粒子和熒光物質(zhì)，使微球同時具有 磁性能和特征熒光，并能被流式細(xì)胞計(jì)數(shù)儀識別分析。磁性熒光微球表面可結(jié)合各種生物 分子，這些生物分子與樣品中相應(yīng)的靶物分子反應(yīng)，以熒光標(biāo)記的測定底物等作為檢測生 物學(xué)反應(yīng)的報告基團(tuán)，通過熒光信號的測定值對靶物分子進(jìn)行定性和定量分析。磁性熒光 微球具有非常廣闊的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用范圍。應(yīng)用磁性熒光微球進(jìn)行生物大分子檢測，既能對 反應(yīng)物進(jìn)行快速分離和純化，又能在一個反應(yīng)管、孔內(nèi)對待檢樣品的多個靶分子同時進(jìn)行 檢測，可廣泛應(yīng)用于免疫學(xué)檢測、核酸雜交、基因型分析等領(lǐng)域。 目前所說的磁性熒光微球主要指在合成高分子微球的同時引入磁性納米粒子制 備出磁性微球，再在其中摻入有機(jī)熒光染料，從而制備磁性熒光微球。這種磁性熒光技術(shù)主 要技術(shù)難題和問題是，如下 1、制備過程過于復(fù)雜。制備過程中，需先將磁性微粒聚合到高分子微球中，然后經(jīng) 過純化后再將有機(jī)染料復(fù)合到微球中。整個過程需要經(jīng)過步驟多，造成了生產(chǎn)成本的增加， 限制了磁性熒光微球的應(yīng)用。 2、制備的微球使用性能較差。影響磁性熒光微球使用的指標(biāo)主要是微球粒徑的大 小、均勻性，微球的磁性能和熒光性能。通常的制備方法由于在微球的聚合過程中加入磁性 納米顆粒，導(dǎo)致制備的微球表面粗糙、粒徑均一性較差，降低了流式細(xì)胞檢測過程中信號的 準(zhǔn)確性。同時使用的有機(jī)熒光染料穩(wěn)定性差，熒光易淬滅等缺點(diǎn)，使得磁性熒光微球的熒光 性能大大降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)并制備一種新型功能化的磁性熒光微球及其制備。
本發(fā)明一種磁性熒光微球的制備方法，步驟如下 1)稱取90 98mg的單分散羧基化聚苯乙烯微球放入離心管中，向其中加入溶脹 劑，超聲分散，備用； 2)量取1 5mg的量子點(diǎn)和1 5mg的磁性納米微粒，加入上述溶脹體系中；
3)將量子點(diǎn)，磁性納米顆粒，單分散羧基化聚苯乙烯微球復(fù)合物體系放置在脫色 搖床上，震蕩12 48小時； 4)用環(huán)己烷與乙醇的混合液清洗沉淀物，超聲分散后，離心分離至上清液在紫外 燈下為無色； 5)將最終沉淀產(chǎn)物保存在酒水中。 所述的單分散羧基化聚苯乙烯微球的相關(guān)參數(shù)如下 主要成分苯乙烯與甲基丙烯酸共聚物，
粒徑4 10微米。 所述的量子點(diǎn)納米粒子的相關(guān)參數(shù)如下 主要成分硒化鎘或硫化鋅， 粒徑5 10納米， 發(fā)射波長的范圍400 700nm。 所述的磁性米粒子的相關(guān)參數(shù)如下 主要成分四氧化三鐵， 粒徑5 10納米， 飽和磁化強(qiáng)度60 80emu/g。 所述的溶脹劑為體積配比i : i i : 3的正丁醇和三氯甲烷。 所述的環(huán)己烷與乙醇的混合液體積比為3 : 1。
所述的酒水為體積比為1 : 1乙醇和水。 整個制備過程簡單快捷，制備周期為12 48小時，產(chǎn)率高。所制備的磁性熒光微 球粒徑大小在5到10微米可控，粒徑均勻；所制備的磁性熒光微球在30分鐘內(nèi)能夠通過 磁場作用快速分離；所制備的磁性熒光微球，熒光激發(fā)波長可調(diào)，激發(fā)范圍在400-700nm之 間，光化學(xué)穩(wěn)定高，長期暴露在紫外燈下，熒光強(qiáng)度在24小時內(nèi)不降低。
本發(fā)明效果是 1、使用一步法制備磁響應(yīng)熒光微球，簡化制備過程。通過聚合方法先制備粒徑均 一的高分子微球，然后將磁性粒子和熒光物質(zhì)一起摻入微球中，從而可以大大簡化制備過 程中的分離和純化次數(shù)。 2、使用量子點(diǎn)代替有機(jī)熒光物質(zhì)，提高熒光性能。量子點(diǎn)，又叫做無機(jī)納米晶體， 由于其具有獨(dú)特的光學(xué)和電學(xué)性質(zhì)引起科學(xué)家們的廣泛關(guān)注，已經(jīng)成為納米技術(shù)的一個亮 點(diǎn)。量子點(diǎn)在生物領(lǐng)域顯示出越來越大的應(yīng)用前景，尤其是作為熒光探針用于生物標(biāo)記、生 物檢測和生物成像等方面。與有機(jī)熒光分子相比，量子點(diǎn)具有許多獨(dú)特的光學(xué)特性其發(fā)射 峰波長可由組成材料和粒徑大小來調(diào)節(jié)，其激發(fā)光波長范圍很寬，具有較大的斯托克位移 和狹窄對稱的熒光譜峰，從而具備了一元激發(fā)多元發(fā)射的特點(diǎn)，為多通量檢測提供了基礎(chǔ)。 而不同熒光染料分子需不同的激發(fā)波長，且發(fā)射光譜寬，易相互重疊，因而很難同時使用兩 種以上的熒光染料分子同時進(jìn)行多色標(biāo)記。此外，量子點(diǎn)具有良好的光化學(xué)穩(wěn)定性，可以耐 受更強(qiáng)的激發(fā)光和更長的光發(fā)射周期。 總之，與現(xiàn)有的磁性熒光微球相比，本發(fā)明涉及的磁性熒光微球具有粒徑均勻可 控，熒光穩(wěn)定性好，制備工藝簡單，熒光編碼種類多等特點(diǎn)，可應(yīng)用于生物大分子檢測，既能
對反應(yīng)物進(jìn)行快速分離和純化，又能在一個反應(yīng)管、孔內(nèi)對待檢樣品的多個靶分 子同時進(jìn)行檢測，可廣泛應(yīng)用于免疫學(xué)檢測、核酸雜交、基因型分析等領(lǐng)域。


圖1 :按照實(shí)施例1制備的磁性熒光微球的掃描電鏡照片。
具體實(shí)施例方式
下面的實(shí)施例中將對本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述，但本發(fā)明不限于此。
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實(shí)施例1 : (1)準(zhǔn)確稱取90mg粒徑為4微米的羧基化聚苯乙烯微球放入離心管中，向其中加 入5ml體積配比為l : 1的正丁醇及三氯甲烷作為溶脹劑，超聲分散，備用。
(2)用移液槍準(zhǔn)確量取5mg粒徑為7nm發(fā)射波長為500nm的量子點(diǎn)和5mg粒徑為 5nm飽和磁化強(qiáng)度73emu/g的磁性納米微粒，加入上述溶脹體系中。 (3)將量子點(diǎn)，磁性納米顆粒，羧基化聚苯乙烯微球復(fù)合物體系放置在脫色搖床 上，震蕩36小時。 (4)停止反應(yīng)，離心分離，用2ml環(huán)己烷乙醇混合溶液(環(huán)己烷與乙醇的體積比為
3 : l)，清洗沉淀物，超聲分散后，離心分離至上清液在紫外燈下為無色。 (5)將最終沉淀產(chǎn)物保存在酒水(乙醇與水的體積比為1 : 1)中。制備的磁性
熒光微球粒徑為5微米，粒徑均勻，發(fā)射光譜為501nm，半峰寬窄，測得的飽和磁化強(qiáng)度為
61emu/g。(圖1所示為制備的磁性熒光微球) 實(shí)施例2: (1)準(zhǔn)確稱取98mg粒徑為8微米的羧基化聚苯乙烯微球放入離心管中，向其中加 入5ml體積配比為l : 2的正丁醇及三氯甲烷作為溶脹劑，超聲分散，備用。
(2)用移液槍準(zhǔn)確量取lmg粒徑為4nm發(fā)射波長為610nm的量子點(diǎn)和lmg粒徑為 7nm飽和磁化強(qiáng)度60emu/g的磁性納米微粒，加入上述溶脹體系中。 (3)將量子點(diǎn)，磁性納米顆粒，羧基化聚苯乙烯微球復(fù)合物體系放置在脫色搖床 上，震蕩24小時。 (4)停止反應(yīng)，離心分離，用2ml環(huán)己烷乙醇混合溶液(環(huán)己烷與乙醇的體積比為
1 : 1)清洗沉淀物，超聲分散后，離心分離至上清液在紫外燈下為無色。 (5)將最終沉淀產(chǎn)物保存在酒水(乙醇與水的體積比為1 : 1)中。制備的磁性 熒光微球粒徑為8. 2微米，粒徑均勻，發(fā)射光譜為610nm，半峰寬窄，測得的飽和磁化強(qiáng)度為 54.lemu/g。
實(shí)施例3 : (1)準(zhǔn)確稱取96mg粒徑為10微米的羧基化聚苯乙烯微球放入離心管中，向其中加 入5ml體積配比為l : 3的正丁醇及三氯甲烷作為溶脹劑，超聲分散，備用。
(2)用移液槍準(zhǔn)確量取2mg粒徑為10nm發(fā)射波長為400nm的量子點(diǎn)和2mg粒徑為 8nm飽和磁化強(qiáng)度80emu/g的磁性納米微粒，加入上述溶脹體系中。 (3)將量子點(diǎn)，磁性納米顆粒，羧基化聚苯乙烯微球復(fù)合物體系放置在脫色搖床 上，震蕩48小時。 (4)停止反應(yīng)，離心分離，用2ml環(huán)己烷乙醇混合溶液(環(huán)己烷與乙醇的體積比為
2 : 1)清洗沉淀物，超聲分散后，離心分離至分離后的上清液在紫外燈下為無色。 (5)將最終沉淀產(chǎn)物保存在酒水(乙醇與水的體積比為1 : 1)中。制備的磁性 熒光微球粒徑為10微米，粒徑均勻，發(fā)射光譜為403nm，半峰寬窄，測得的飽和磁化強(qiáng)度為 76.8emu/g。
實(shí)施例4 : (1)準(zhǔn)確稱取93mg粒徑為6微米的羧基化聚苯乙烯微球放入離心管中，向其中加 入5ml體積配比為l : 1的正丁醇及三氯甲烷作為溶脹劑，超聲分散，備用。
(2)用移液槍準(zhǔn)確量取4mg粒徑為8. 6nm發(fā)射波長為700nm的量子點(diǎn)和3mg粒徑 為10nm飽和磁化強(qiáng)度65. 4emu/g的磁性納米微粒，加入上述溶脹體系中。
(3)將量子點(diǎn)，磁性納米顆粒，羧基化聚苯乙烯微球復(fù)合物體系放置在脫色搖床 上，震蕩12小時。 (4)停止反應(yīng)，離心分離，用2ml環(huán)己烷乙醇混合溶液(環(huán)己烷與乙醇的體積比為 3 : 1)清洗沉淀物，超聲分散后，離心分離至分離后的上清液在紫外燈下為無色。
(5)將最終沉淀產(chǎn)物保存在酒水(乙醇與水的體積比為1 : 1)中。制備的磁性 熒光微球粒徑為6. 4微米，粒徑均勻，發(fā)射光譜為703nm，半峰寬窄，測得的飽和磁化強(qiáng)度為 60.8emu/g。
權(quán)利要求
一種磁性熒光微球，其特征是磁性熒光微球粒徑大小在5到10微米，熒光激發(fā)波長范圍在400-700nm之間，熒光強(qiáng)度在24小時內(nèi)不降低。
2. —種磁性熒光微球的制備方法，其特征是步驟如下1) 稱取90-98mg的單分散羧基化聚苯乙烯微球放入5ml的離心管中，向其中加入5ml 溶脹劑，超聲分散，備用；2) 量取lmg 5mg的量子點(diǎn)和lmg 5mg的磁性納米微粒，加入上述溶脹體系中；3) 將量子點(diǎn)，磁性納米顆粒，單分散羧基化聚苯乙烯微球復(fù)合物體系放置在脫色搖床 上，震蕩12 48小時；4) 用2ml環(huán)己烷與乙醇的混合液清洗沉淀物，超聲分散后，離心分離至上清液在紫外 燈下為無色；5) 將最終沉淀產(chǎn)物保存在1ml酒水中。
3. 如權(quán)利要求2所述的一種磁性熒光微球的制備方法，其特征是所述的單分散羧基化 聚苯乙烯微球的相關(guān)參數(shù)如下主要成分苯乙烯與甲基丙烯酸共聚物， 粒徑4 10微米。
4. 如權(quán)利要求2所述的一種磁性熒光微球的制備方法，其特征是所述的量子點(diǎn)納米粒子的相關(guān)參數(shù)如下主要成分硒化鎘或硫化鋅， 粒徑5 10納米，發(fā)射波長的范圍400 700nm。
5. 如權(quán)利要求2所述的一種磁性熒光微球的制備方法，其特征是所述的磁性米粒子的相關(guān)參數(shù)如下主要成分四氧化三鐵， 粒徑5 10納米，飽和磁化強(qiáng)度60 80emu/g。
6. 如權(quán)利要求2所述的一種磁性熒光微球的制備方法，其特征是所述的溶脹劑為體積配比i:i i:3的正丁醇和三氯甲烷。
7. 如權(quán)利要求2所述的一種磁性熒光微球的制備方法，其特征是所述的環(huán)己烷與乙醇的混合液體積比為i : i 3 : i。
8. 如權(quán)利要求2所述的一種磁性熒光微球的制備方法，其特征是所述的酒水為體積比為i : i乙醇和水。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種磁性熒光微球及其制備方法。磁性熒光微球粒徑大小在5到10微米，熒光激發(fā)波長范圍在400-700nm之間，熒光強(qiáng)度在24小時內(nèi)不降低。將單分散羧基化聚苯乙烯微球加入溶脹劑，將磁性納米微粒加入上述溶脹體系中；在脫色搖床上震蕩12～48小時；用環(huán)己烷與乙醇的混合液清洗沉淀物，超聲分散后，離心分離至上清液在紫外燈下為無色；將最終沉淀產(chǎn)物保存在1ml酒水中。與現(xiàn)有的磁性熒光微球相比，徑均勻可控，熒光穩(wěn)定性好，制備工藝簡單，熒光編碼種類多等特點(diǎn)，應(yīng)用于生物大分子檢測，既能對反應(yīng)物進(jìn)行快速分離和純化，又能在一個反應(yīng)管、孔內(nèi)對待檢樣品的多個靶分子同時進(jìn)行檢測，可廣泛應(yīng)用于免疫學(xué)檢測、核酸雜交、基因型分析等領(lǐng)域。
文檔編號B01J13/02GK101787163SQ20101012944
公開日2010年7月28日 申請日期2010年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月22日
發(fā)明者宋濤, 宮曉群, 常津, 王漢杰, 蘇文雅 申請人:天津大學(xué)