专利名称：一种磁性荧光微球及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种磁性荧光微球及其制备方法。
背景技术：
磁性荧光微球是指高分子微球内引入磁性纳米粒子和荧光物质，使微球同时具有 磁性能和特征荧光，并能被流式细胞计数仪识别分析。磁性荧光微球表面可结合各种生物 分子，这些生物分子与样品中相应的靶物分子反应，以荧光标记的测定底物等作为检测生 物学反应的报告基团，通过荧光信号的测定值对靶物分子进行定性和定量分析。磁性荧光 微球具有非常广阔的生物医学应用范围。应用磁性荧光微球进行生物大分子检测，既能对 反应物进行快速分离和纯化，又能在一个反应管、孔内对待检样品的多个靶分子同时进行 检测，可广泛应用于免疫学检测、核酸杂交、基因型分析等领域。 目前所说的磁性荧光微球主要指在合成高分子微球的同时引入磁性纳米粒子制 备出磁性微球，再在其中掺入有机荧光染料，从而制备磁性荧光微球。这种磁性荧光技术主 要技术难题和问题是，如下 1、制备过程过于复杂。制备过程中，需先将磁性微粒聚合到高分子微球中，然后经 过纯化后再将有机染料复合到微球中。整个过程需要经过步骤多，造成了生产成本的增加， 限制了磁性荧光微球的应用。 2、制备的微球使用性能较差。影响磁性荧光微球使用的指标主要是微球粒径的大 小、均匀性，微球的磁性能和荧光性能。通常的制备方法由于在微球的聚合过程中加入磁性 纳米颗粒，导致制备的微球表面粗糙、粒径均一性较差，降低了流式细胞检测过程中信号的 准确性。同时使用的有机荧光染料稳定性差，荧光易淬灭等缺点，使得磁性荧光微球的荧光 性能大大降低。
发明内容
本发明的目的是设计并制备一种新型功能化的磁性荧光微球及其制备。
本发明一种磁性荧光微球的制备方法，步骤如下 1)称取90 98mg的单分散羧基化聚苯乙烯微球放入离心管中，向其中加入溶胀 剂，超声分散，备用； 2)量取1 5mg的量子点和1 5mg的磁性纳米微粒，加入上述溶胀体系中；
3)将量子点，磁性纳米颗粒，单分散羧基化聚苯乙烯微球复合物体系放置在脱色 摇床上，震荡12 48小时； 4)用环己烷与乙醇的混合液清洗沉淀物，超声分散后，离心分离至上清液在紫外 灯下为无色； 5)将最终沉淀产物保存在酒水中。 所述的单分散羧基化聚苯乙烯微球的相关参数如下 主要成分苯乙烯与甲基丙烯酸共聚物，
粒径4 10微米。 所述的量子点纳米粒子的相关参数如下 主要成分硒化镉或硫化锌， 粒径5 10纳米， 发射波长的范围400 700nm。 所述的磁性米粒子的相关参数如下 主要成分四氧化三铁， 粒径5 10纳米， 饱和磁化强度60 80emu/g。 所述的溶胀剂为体积配比i : i i : 3的正丁醇和三氯甲烷。 所述的环己烷与乙醇的混合液体积比为3 : 1。
所述的酒水为体积比为1 : 1乙醇和水。 整个制备过程简单快捷，制备周期为12 48小时，产率高。所制备的磁性荧光微 球粒径大小在5到10微米可控，粒径均匀；所制备的磁性荧光微球在30分钟内能够通过 磁场作用快速分离；所制备的磁性荧光微球，荧光激发波长可调，激发范围在400-700nm之 间，光化学稳定高，长期暴露在紫外灯下，荧光强度在24小时内不降低。
本发明效果是 1、使用一步法制备磁响应荧光微球，简化制备过程。通过聚合方法先制备粒径均 一的高分子微球，然后将磁性粒子和荧光物质一起掺入微球中，从而可以大大简化制备过 程中的分离和纯化次数。 2、使用量子点代替有机荧光物质，提高荧光性能。量子点，又叫做无机纳米晶体， 由于其具有独特的光学和电学性质引起科学家们的广泛关注，已经成为纳米技术的一个亮 点。量子点在生物领域显示出越来越大的应用前景，尤其是作为荧光探针用于生物标记、生 物检测和生物成像等方面。与有机荧光分子相比，量子点具有许多独特的光学特性其发射 峰波长可由组成材料和粒径大小来调节，其激发光波长范围很宽，具有较大的斯托克位移 和狭窄对称的荧光谱峰，从而具备了一元激发多元发射的特点，为多通量检测提供了基础。 而不同荧光染料分子需不同的激发波长，且发射光谱宽，易相互重叠，因而很难同时使用两 种以上的荧光染料分子同时进行多色标记。此外，量子点具有良好的光化学稳定性，可以耐 受更强的激发光和更长的光发射周期。 总之，与现有的磁性荧光微球相比，本发明涉及的磁性荧光微球具有粒径均匀可 控，荧光稳定性好，制备工艺简单，荧光编码种类多等特点，可应用于生物大分子检测，既能
对反应物进行快速分离和纯化，又能在一个反应管、孔内对待检样品的多个靶分 子同时进行检测，可广泛应用于免疫学检测、核酸杂交、基因型分析等领域。
图1 :按照实施例1制备的磁性荧光微球的扫描电镜照片。
具体实施例方式
下面的实施例中将对本发明作进一步的阐述，但本发明不限于此。
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实施例1 : (1)准确称取90mg粒径为4微米的羧基化聚苯乙烯微球放入离心管中，向其中加 入5ml体积配比为l : 1的正丁醇及三氯甲烷作为溶胀剂，超声分散，备用。
(2)用移液枪准确量取5mg粒径为7nm发射波长为500nm的量子点和5mg粒径为 5nm饱和磁化强度73emu/g的磁性纳米微粒，加入上述溶胀体系中。 (3)将量子点，磁性纳米颗粒，羧基化聚苯乙烯微球复合物体系放置在脱色摇床 上，震荡36小时。 (4)停止反应，离心分离，用2ml环己烷乙醇混合溶液(环己烷与乙醇的体积比为
3 : l)，清洗沉淀物，超声分散后，离心分离至上清液在紫外灯下为无色。 (5)将最终沉淀产物保存在酒水(乙醇与水的体积比为1 : 1)中。制备的磁性
荧光微球粒径为5微米，粒径均匀，发射光谱为501nm，半峰宽窄，测得的饱和磁化强度为
61emu/g。(图1所示为制备的磁性荧光微球) 实施例2: (1)准确称取98mg粒径为8微米的羧基化聚苯乙烯微球放入离心管中，向其中加 入5ml体积配比为l : 2的正丁醇及三氯甲烷作为溶胀剂，超声分散，备用。
(2)用移液枪准确量取lmg粒径为4nm发射波长为610nm的量子点和lmg粒径为 7nm饱和磁化强度60emu/g的磁性纳米微粒，加入上述溶胀体系中。 (3)将量子点，磁性纳米颗粒，羧基化聚苯乙烯微球复合物体系放置在脱色摇床 上，震荡24小时。 (4)停止反应，离心分离，用2ml环己烷乙醇混合溶液(环己烷与乙醇的体积比为
1 : 1)清洗沉淀物，超声分散后，离心分离至上清液在紫外灯下为无色。 (5)将最终沉淀产物保存在酒水(乙醇与水的体积比为1 : 1)中。制备的磁性 荧光微球粒径为8. 2微米，粒径均匀，发射光谱为610nm，半峰宽窄，测得的饱和磁化强度为 54.lemu/g。
实施例3 : (1)准确称取96mg粒径为10微米的羧基化聚苯乙烯微球放入离心管中，向其中加 入5ml体积配比为l : 3的正丁醇及三氯甲烷作为溶胀剂，超声分散，备用。
(2)用移液枪准确量取2mg粒径为10nm发射波长为400nm的量子点和2mg粒径为 8nm饱和磁化强度80emu/g的磁性纳米微粒，加入上述溶胀体系中。 (3)将量子点，磁性纳米颗粒，羧基化聚苯乙烯微球复合物体系放置在脱色摇床 上，震荡48小时。 (4)停止反应，离心分离，用2ml环己烷乙醇混合溶液(环己烷与乙醇的体积比为
2 : 1)清洗沉淀物，超声分散后，离心分离至分离后的上清液在紫外灯下为无色。 (5)将最终沉淀产物保存在酒水(乙醇与水的体积比为1 : 1)中。制备的磁性 荧光微球粒径为10微米，粒径均匀，发射光谱为403nm，半峰宽窄，测得的饱和磁化强度为 76.8emu/g。
实施例4 : (1)准确称取93mg粒径为6微米的羧基化聚苯乙烯微球放入离心管中，向其中加 入5ml体积配比为l : 1的正丁醇及三氯甲烷作为溶胀剂，超声分散，备用。
(2)用移液枪准确量取4mg粒径为8. 6nm发射波长为700nm的量子点和3mg粒径 为10nm饱和磁化强度65. 4emu/g的磁性纳米微粒，加入上述溶胀体系中。
(3)将量子点，磁性纳米颗粒，羧基化聚苯乙烯微球复合物体系放置在脱色摇床 上，震荡12小时。 (4)停止反应，离心分离，用2ml环己烷乙醇混合溶液(环己烷与乙醇的体积比为 3 : 1)清洗沉淀物，超声分散后，离心分离至分离后的上清液在紫外灯下为无色。
(5)将最终沉淀产物保存在酒水(乙醇与水的体积比为1 : 1)中。制备的磁性 荧光微球粒径为6. 4微米，粒径均匀，发射光谱为703nm，半峰宽窄，测得的饱和磁化强度为 60.8emu/g。
权利要求
一种磁性荧光微球，其特征是磁性荧光微球粒径大小在5到10微米，荧光激发波长范围在400-700nm之间，荧光强度在24小时内不降低。
2. —种磁性荧光微球的制备方法，其特征是步骤如下1) 称取90-98mg的单分散羧基化聚苯乙烯微球放入5ml的离心管中，向其中加入5ml 溶胀剂，超声分散，备用；2) 量取lmg 5mg的量子点和lmg 5mg的磁性纳米微粒，加入上述溶胀体系中；3) 将量子点，磁性纳米颗粒，单分散羧基化聚苯乙烯微球复合物体系放置在脱色摇床 上，震荡12 48小时；4) 用2ml环己烷与乙醇的混合液清洗沉淀物，超声分散后，离心分离至上清液在紫外 灯下为无色；5) 将最终沉淀产物保存在1ml酒水中。
3. 如权利要求2所述的一种磁性荧光微球的制备方法，其特征是所述的单分散羧基化 聚苯乙烯微球的相关参数如下主要成分苯乙烯与甲基丙烯酸共聚物， 粒径4 10微米。
4. 如权利要求2所述的一种磁性荧光微球的制备方法，其特征是所述的量子点纳米粒子的相关参数如下主要成分硒化镉或硫化锌， 粒径5 10纳米，发射波长的范围400 700nm。
5. 如权利要求2所述的一种磁性荧光微球的制备方法，其特征是所述的磁性米粒子的相关参数如下主要成分四氧化三铁， 粒径5 10纳米，饱和磁化强度60 80emu/g。
6. 如权利要求2所述的一种磁性荧光微球的制备方法，其特征是所述的溶胀剂为体积配比i:i i:3的正丁醇和三氯甲烷。
7. 如权利要求2所述的一种磁性荧光微球的制备方法，其特征是所述的环己烷与乙醇的混合液体积比为i : i 3 : i。
8. 如权利要求2所述的一种磁性荧光微球的制备方法，其特征是所述的酒水为体积比为i : i乙醇和水。
全文摘要
本发明涉及一种磁性荧光微球及其制备方法。磁性荧光微球粒径大小在5到10微米，荧光激发波长范围在400-700nm之间，荧光强度在24小时内不降低。将单分散羧基化聚苯乙烯微球加入溶胀剂，将磁性纳米微粒加入上述溶胀体系中；在脱色摇床上震荡12～48小时；用环己烷与乙醇的混合液清洗沉淀物，超声分散后，离心分离至上清液在紫外灯下为无色；将最终沉淀产物保存在1ml酒水中。与现有的磁性荧光微球相比，径均匀可控，荧光稳定性好，制备工艺简单，荧光编码种类多等特点，应用于生物大分子检测，既能对反应物进行快速分离和纯化，又能在一个反应管、孔内对待检样品的多个靶分子同时进行检测，可广泛应用于免疫学检测、核酸杂交、基因型分析等领域。
文档编号B01J13/02GK101787163SQ20101012944
公开日2010年7月28日 申请日期2010年3月22日 优先权日2010年3月22日
发明者宋涛, 宫晓群, 常津, 王汉杰, 苏文雅 申请人:天津大学