一种自发光荧光微球及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种自发光荧光微球及其制备方法，属于功能材料技术领域。采用改性的St?ber方法，由苯酚、甲醛或戊二醛通过sol–gel反应过程，制备具有自发特性的荧光微球，其荧光发光持久，不易猝灭。本发明所用制备方法简便，不用添加任何表面活性剂和乳化剂，只需将苯酚和甲醛（或戊二醛）在水中在氨水催化下，在较低温（反应温度不高于95 oC）进行反应即可。制得的荧光微球粒径可控、分布均匀、单分散、具有自发荧光的特性，其发光持久，不易猝灭。本发明的荧光微球可以稳定分散在水、乙醇、丙酮、氮，氮二甲基甲酰胺、乙腈等溶剂中，在荧光探针微球、流式细胞生物分析等领域有广泛的应用前景。
【专利说明】
一种自发光荧光微球及其制备方法
技术领域
[0001]本发明属于功能材料技术领域，具体涉及为一种自发光荧光微球及其制备方法。
【背景技术】
[0002]聚合物荧光微球是指直径在纳米至微米级并负载有荧光物质的聚合物微球。其外形可为任意形状，一般为球形。其中，荧光微球以其稳定的形态结构及稳定而高效的发光效率，在标记、示踪、检测、标准、固定化酶、免疫医学、高通量药物筛选等领域显示出巨大的应用潜力。因此，近年有关聚合物荧光微球高性能化的研究越来越受到国内外科学工作者的关注，已成为本领域研究的热点和难点。
[0003]聚合物荧光微球通过乳液聚合、沉淀聚合、种子聚合、分散聚合等在粒径0.1微米至IJlOO微米都可以得到较好的单一分散性制备，并有较好的重现性。目前国内外对高分子荧光微球研究有很多。其中主要是对聚苯乙烯微球，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球，密胺树脂(MF)微球。这几种荧光微球都可以达到良好的粒径控制和很高的单分散性。虽然PS荧光微球、PMMA荧光微球、MF荧光微球都得以成功的制备，无论对于各学科的发展还是市场的需求，荧光微球的数量和质量都是有很大发展前景的。并且以上这几种微球本身不具有自发荧光的优点，需要包载染料或量子点才可以激发出荧光，这就大大的增加了成本。并且，包载的染料或者是量子点会随着时间的推移发生流失或是淬灭，这就大大的影响了微球的发光性能和使用寿命。
[0004]本发明利用改性的StSber方法，由苯酸、甲醛或戊二醛通过sol-gel反应过程，制备具有自发特性的荧光微球，其荧光发光持久，不易猝灭。与其它制备方法相比，本发明所用方法具有反应过程简单的优点，不用任何乳化剂和表面活性剂，只需将苯酚和甲醛溶(或戊二醛)在水中在氨水催化下，在较低温(反应温度不高于95 °C)进行反应即可。并且该方法得到的微球相对于其他方法具有以下几个优点，粒径为微米尺度，分布均匀，成球性好，适合流式细胞检测分析，且具有自发荧光的特性，其发光持久，不易猝灭。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种自发光荧光微球及其制备方法，本发明中制备得到的酚醛树脂荧光微球具有结构规整、粒径尺寸可控、单分散、具有自发荧光的特性，其发光持久，不易猝灭。该自发光荧光微球中存在大量的酚羟基、羟甲基等亲水功能团，同时苯环具有疏水性，因此具有两亲性，微球可以稳定分散在水、乙醇、丙酮、氮，氮二甲基甲酰胺、乙腈等溶剂中，在荧光探针微球、流式细胞生物分析等领域有很广的应用前景。
[0006]本发明是通过以下技术方案实现的:
该荧光微球是利用改性的StSber方法，由苯酚、甲醛或戊二醛通过sol-gel反应过程，制得的。制备过程如下:将苯酚、甲醛或戊二醛按设定的配比混合均匀，然后调节体系的反应温度，保温一定的时间，加入一定量的氨水作为催化剂引发反应。将反应完的溶液，进行离心，分别用蒸馏水和乙醇清洗，然后在真空干燥箱内干燥。
[0007]具体步骤如下:
(I)将1.0 g苯酚，1.5 mL-6 mL甲醛或戊二醛和40 mL蒸馏水加入到三口烧瓶中，超声混合均匀后，以250 r/min进行搅拌，升温至50 - 95 °C，保温30 min。
[0008](2)向步骤(I)得到的预反应溶液中加入10 pL-10 mL氨水，反应2 - 24 h后，加入I mol/L盐酸溶液，调节pH至中性，并将反应体系冷却至室温。
[0009](3)将步骤(2)的产物通过离心的方法分离，然后分别用蒸馏水、乙醇、蒸馏水清洗三次，最后在真空干燥箱内干燥4 ho
[0010]本发明的显著优点:本发明所用方法具有反应过程简单的优点，不用添加任何乳化剂和表面活性剂，只需将苯酚和甲醛溶(或戊二醛)在水中在氨水催化下，在较低温(反应温度不高于95 °C)进行反应即可。本发明中制备得到的酚醛树脂荧光微球具有结构规整、粒径尺寸在0.6 μπι-4.5 ym可控、单分散、具有自发荧光的特性，其发光持久，不易猝灭。该自发光荧光微球中存在大量的酚羟基、羟甲基等亲水功能团，同时苯环具有疏水性，因此具有两亲性，微球可以稳定分散在水、乙醇、丙酮、氮，氮二甲基甲酰胺、乙腈等溶剂中，在荧光探针微球、流式细胞生物分析等领域有很广的应用前景。
【附图说明】
[0011 ]图ι-a为实施例1反应条件制备的自发光荧光微球的扫描电镜图；
图Ι-b为实施例2反应条件制备的自发光荧光微球的扫描电镜图；
图Ι-c为实施例3反应条件制备的自发光荧光微球的扫描电镜图；
图Ι-d为实施例4反应条件制备的自发光荧光微球的扫描电镜图；
图Ι-e为实施例5反应条件制备的自发光荧光微球的扫描电镜图；
图Ι-f为实施例6反应条件制备的自发光荧光微球的扫描电镜图。
[0012]图2-a为以甲醛为交联剂制备的微球荧光显微镜照片和荧光发射光谱图。
[0013]图2-b为以戊二醛为交联剂制备的微球荧光显微镜照片和荧光发射光谱图。
[0014]图2-c为自发光与FITC结合制备的微球荧光显微镜照片和荧光发射光谱图。
[0015]图2(a)_(c)说明，该发明制备的自发光荧光微球既可以单波长荧光发射，又可以多波长发射，还可以与其他荧光探针结合而不发生发射波长重叠干扰，说明该自发光微球在荧光编码微球高通量生物检测、流式细胞生物分析等领域广泛的应用前景。
【具体实施方式】
[0016](I)将1.0 g苯酚，1.5 mL-6 mL甲醛或戊二醛和40 mL蒸馏水加入到三口烧瓶中，超声混合均匀后，以250 r/min进行搅拌，升温至50 - 95 °C，保温30 min。
[0017](2)向步骤(I)得到的预反应溶液中加入10 pL-10 mL氨水，反应2 - 24 h后，加入I mol/L盐酸溶液，调节pH至中性，并将反应体系冷却至室温。
[0018](3)将步骤(2)的产物通过离心的方法分离，然后分别用蒸馏水、乙醇、蒸馏水清洗三次，最后在真空干燥箱内干燥4 ho
[0019]实施例1:
(I)将1.0 g苯酚，5 mL甲醛和40 mL蒸馏水加入到三口烧瓶中，超声混合均匀后，以250r/min进行搅拌，升温至80 °C，保温30 min。
[0020](2)向步骤(I)得到的预反应溶液中加入4 mL氨水，反应24 h后，加入I mol/L盐酸溶液，调节pH至中性，并将反应体系冷却至室温。
[0021](3)将步骤(2)的产物通过5000 r/min进行离心分离，然后分别用蒸馏水、乙醇、蒸馏水清洗三次，最后在真空干燥箱内干燥4 ho
[0022]制得的自发光荧光微球的粒径为4.5pmo
[0023]实施例2:
(I)将1.0 g苯酚，5 mL甲醛和40 mL蒸馏水加入到三口烧瓶中，超声混合均匀后，以250r/min进行搅拌，升温至80 °C，保温30 min。
[0024](2)向步骤(I)得到的预反应溶液中加入6 mL氨水，反应24 h后，加入I mol/L盐酸溶液，调节pH至中性，并将反应体系冷却至室温。
[0025](3)将步骤(2)的产物通过5000 r/min进行离心分离，然后分别用蒸馏水、乙醇、蒸馏水清洗三次，最后在真空干燥箱内干燥4 ho
[0026]制得的自发光荧光微球的粒径为3μπι。
[0027]实施例3:
(I)将1.0 g苯酚，5 mL甲醛和40 mL蒸馏水加入到三口烧瓶中，超声混合均匀后，以250r/min进行搅拌，升温至80 °C，保温30 min。
[0028](2)向步骤(I)得到的预反应溶液中加入8 mL氨水，反应24 h后，加入I mol/L盐酸溶液，调节pH至中性，并将反应体系冷却至室温。
[0029](3)将步骤(2)的产物通过5000 r/min进行离心分离，然后分别用蒸馏水、乙醇、蒸馏水清洗三次，最后在真空干燥箱内干燥4 ho
[0030]制得的自发光荧光微球的粒径为2.5pmo
[0031]实施例4:
(I)将1.0 g苯酚，2 mL戊二醛和40 mL蒸馏水加入到三口烧瓶中，超声混合均匀后，以250 r/min进行搅拌，升温至50 °C，保温30 min。
[0032](2)向步骤(I)得到的预反应溶液中加入40 yL氨水，反应24 h后，加入I mol/L盐酸溶液，调节pH至中性，并将反应体系冷却至室温。
[0033](3)将步骤(2)的产物通过5000 r/min进行离心分离，然后分别用蒸馏水、乙醇、蒸馏水清洗三次，最后在真空干燥箱内干燥4 ho
[0034]制得的自发光荧光微球的粒径为1.5pmo
[0035]实施例5:
(I)将1.0 g苯酚，2 mL戊二醛溶液和40 mL蒸馏水加入到三口烧瓶中，超声混合均匀后，以250 r/min进行搅拌，升温至60 °C，保温30。
[0036](2)向步骤(I)得到的预反应溶液中加入60 yL氨水，μ反应24 h后，加入I mol/L盐酸溶液，调节pH至中性，并将反应体系冷却至室温。
[0037](3)将步骤(2)的产物通过5000 r/min进行离心分离，然后分别用蒸馏水、乙醇、蒸馏水清洗三次，最后在真空干燥箱内干燥4 ho
[0038]制得的自发光荧光微球的粒径为Iμπι。
[0039]实施例6:
(I)将1.0 g苯酚，2 mL戊二醛和40 mL蒸馏水加入到三口烧瓶中，超声混合均匀后，以250 r/min进行搅拌，升温至90 °C，保温30 min。
[0040](2)向步骤(I)得到的预反应溶液中加入100 yL氨水，反应24 h后，加入I mol/L盐酸溶液，调节pH至中性，并将反应体系冷却至室温。
[0041 ] (3)将步骤(2)的产物通过5000 r/min进行离心分离，然后分别用蒸馏水、乙醇、蒸馏水清洗三次，最后在真空干燥箱内干燥4 ho
[0042]制得的自发光荧光微球的粒径为0.6μπι。
[0043]实施例7:自发光与其它荧光探针结合可制备多颜色发光微球
(I)将1.0 g苯酚，5 mL甲醛和40 mL蒸馏水加入到三口烧瓶中，超声混合均匀后，以250r/min进行搅拌，升温至60 °C，加入2 mg FITC，保温30 min。
[0044](2)向步骤(I)得到的预反应溶液中加入4 mL氨水，反应24 h后，加入I mol/L盐酸溶液，调节pH至中性，并将反应体系冷却至室温。
[0045](3)将步骤(2)的产物通过5000 r/min进行离心分离，然后分别用蒸馏水、乙醇、蒸馏水清洗三次，最后在真空干燥箱内干燥4 ho
[0046]以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
【主权项】
1.一种自发光荧光微球的制备方法，其特征在于:该荧光微球是以苯酚、甲醛或戊二醛为原料，采用改性的St6ber方法制得的自发光荧光微球。2.根据权利要求1所述的自发光荧光微球的制备方法，其特征在于:将苯酚、甲醛或戊二醛通过超声分散均匀，以氨水为催化剂，在较低温(反应温度不高于95 °C)下通过sol-gel的反应过程，制备所述的自发光荧光微球。3.根据权利要求1或2所述自发光荧光微球的制备方法，其特征在于:具体步骤如下: (1)将1.0 g苯酚，1.5 mL-6 mL甲醛或戊二醛和40 mL蒸馏水加入到三口烧瓶中超声混合均勾，以250 r/min进行搅拌，升温至50 - 95 °C，保温30 min； (2)向步骤(I)得到的预反应溶液中加入10pL-10 mL氨水，反应2 - 24 h后，加入Imol/L盐酸溶液，调节pH至中性，并将反应体系冷却至室温； (3)将步骤(2)的产物通过离心的方法分离，然后分别用蒸馏水、乙醇、蒸馏水清洗三次，最后在真空干燥箱内干燥4 ho4.根据权利要求1-3任一所述自发光荧光微球的制备方法，其特征在于:所述的制备方法是改性的St6ber方法;氨水为催化剂;制备过程不需要加入乳化剂或其它助剂。5.—种如权利要求1-4任一所述的自发光荧光微球制备方法制得的荧光微球，其特征在于:所述的荧光微球是自发光的，通过外加荧光染料拓展微球的发光性能。
【文档编号】C08G8/04GK106084160SQ201610403025
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月12日
【发明人】游力军, 宋立岛, 王傲, 张其清
【申请人】福州大学