一种稀土配合物荧光微球、制备方法及其应用

本发明涉及生物检测领域，具体涉及一种稀土配合物荧光微球、制备方法及其应用。

背景技术：

1、免疫分析技术常采用的传统纳米颗粒比色信号低，灵敏度低，而量子点和ucnps又存在不稳定和制作复杂的缺陷，铕螯合复合微球凭借着发光强度高、稳定性好得到应用。然而常规铕配合物复合聚合物微球的分散性较差，且发光强度比较低。另外，经过长时间储存这些复合微球容易沉淀，从而降低了它们的分散均匀性。

2、针对上述问题，有研究者将稀土配合物包封在聚苯乙烯微球中，虽然这在一定程度上提高了发光强度，但是依然容易出现分散不均匀、浓度猝灭的情况，使得检测应用过程中灵敏度不高；有研究者发现改性共聚的方式得到的荧光复合微球可以克服分散不均匀的问题,将稀土离子以配位键的形式直接键合在高分子聚合物链上，合成稀土高分子材料的方法，使其既具有稀土配合物的发光特性，又具有高分子材料优良的材料加工性能，但因为稀土小分子配体空间位阻更小，eu(ⅲ)优先与小分子配体反应形成的二元配合物等副产物更多，反应难以有效控制，达不到理想的发光效果，在应用时合成复杂，难以控制。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种新的有机配体：6,6,6-三氟-1-（2-萘基）己烷-1,3-二酮，并且将6,6,6-三氟-1-（2-萘基）己烷-1,3-二酮与[1,1’-联苯]-4-基二苯基氧化膦合成了一种新的稀土荧光配合物。其中，6,6,6-三氟-1-（2-萘基）己烷-1,3-二酮作为主配体，含有强电子给予体萘基，另外强吸电子基团-cf3,容易改变整个分子的电子云分布，使另一侧的 eu-o成为离子键，提升了发光效率；[1,1’-联苯]-4-基二苯基氧化膦作为辅助配体，使中心eu3+的配位数达到饱和，且其共轭性结构，能够代替溶剂水分子与稀土中心离子进行键合，有效减少溶剂 o-h、n-h 带来的荧光猝灭，并且可以辅助主配体吸收近紫外并有效地将能量转移到中心离子。最后将该稀土荧光配合物包裹进羧基改性的聚合物中，从而得到一种高发光强度的稀土配合物荧光微球，进而制得生物检测用的分散液。

2、具体的，本发明首先提供一种有机配体：6,6,6-三氟-1-（2-萘基）己烷-1,3-二酮，其结构式为：

3、。

4、进一步的技术方案中：本发明还提供另一个有机配体：[1,1’-联苯]-4-基二苯基氧化膦，其结构式为：

5、。

6、进一步的技术方案中：本发明提供一种稀土荧光配合物，其中，该稀土荧光配合物是由6,6,6-三氟-1-（2-萘基）己烷-1,3-二酮和[1,1’-联苯]-4-基二苯基氧化膦与eu3+键合而成，其结构式如下：

7、。

8、进一步的技术方案中：本发明提供一种稀土配合物荧光微球，内层是由6,6,6-三氟-1-（2-萘基）己烷-1,3-二酮和[1,1’-联苯]-4-基二苯基氧化膦与eu3+键合形成的稀土荧光配合物，其结构式为：

9、，

10、外层包裹有羧基改性的聚合物。

11、进一步的技术方案中：稀土配合物荧光微球粒径范围为200-700nm。

12、进一步的技术方案中：本发明还提供一种稀土配合物荧光微球的制备方法，包括如下步骤：

13、（1）6,6,6-三氟-1-（2-萘基）己烷-1,3-二酮的制备：分别取萘和乙酰丙酮混合，并加入催化剂与惰性溶剂，并通过搅拌使其均匀混合；在冰浴条件下，缓慢滴加三氟乙醇到反应混合物中；反应结束后，用碱性溶液对溶液进行酸碱中和处理，通过纯化方法从反应混合物中分离和纯化得到6,6,6-三氟-1-（2-萘基）己烷-1,3-二酮，0-4℃保存，其中，萘、乙酰丙酮和三氟乙醇的摩尔比为1：1：1；

14、（2）[1,1’-联苯]-4-基二苯基氧化膦的制备：将溴苯和三苯基氧膦按摩尔比例1：1混合，在氮气或者氩气保护气氛下添加催化剂与惰性溶剂，在80-100℃下，将反应混合物进行加热，并维持3-6小时；通过纯化方法从反应混合物中分离和纯化得到[1,1’-联苯]-4-基二苯基氧化膦，0-4℃保存；

15、（3）稀土荧光配合物的合成：称取摩尔比为1：（3～3.2）:（3～3.5）的氯化铕、6,6,6-三氟-1-（2-萘基）己烷-1,3-二酮、[1,1’-联苯]-4-基二苯基氧化膦，加入50ml乙醇，在磁力搅拌器上搅拌至完全溶解，50℃反应3-6小时，用碱性溶液调节ph至中性，再反应3-6小时，所得沉淀物为稀土荧光配合物，其结构式为：

16、；

17、将所得的沉淀物干燥、洗涤、烘干、磨碎备用；

18、（4）稀土配合物荧光微球的制备：将聚合物单体、步骤（3）制备的稀土荧光配合物按照质量比为10：1混合，超声溶解后溶于45ml 超纯水中，在氮气或者氩气保护气氛下鼓泡脱氧1小时，加入引发剂，并配以150～500 rpm机械搅拌至完全溶解，升温至70°c，然后加入羧基源0.2g，搅拌6个小时左右，反应结束后，离心洗涤直至离心后上清液呈无色透明且澄清状，所得沉淀物为稀土配合物荧光微球。

19、进一步的技术方案中：所述步骤(4)中聚合物单体包括苯乙烯、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯中的一种或其组合。

20、进一步的技术方案中：所述步骤(4)中选自羧基源为甲基丙烯酸，甲基丙烯酸钠，丙烯酸，丙烯酸钠中的一种，其添加量为0.2g。

21、进一步的技术方案中：所述步骤（1）和（2）中的纯化方法为结晶、萃取或柱层析。

22、进一步的技术方案中：惰性溶剂为乙腈 (ch3cn),二甲基甲酰胺 (dmf)或三氯甲烷(ch2cl2)，添加量为20ml；催化剂为无水氯化铝（alcl3）或氯化亚铜（cucl），添加量为2g。

23、进一步的技术方案中：步骤（1）中的碱性溶液为0.1m的氢氧化钠或碳酸氢钠溶液；步骤（3）中的碱性溶液为1m的氢氧化钠或碳酸氢钠溶液。

24、进一步的技术方案中：引发剂采用过硫酸铵、过硫酸钾、偶氮二异丁腈中的至少一种；引发剂含量占混合液的重量比例为0.2wt%～0.5wt%。

25、进一步的技术方案中：本发明还提供一种稀土配合物荧光微球分散液的制备方法，将本发明的稀土配合物荧光微球测定固含量，以0.1～1wt%的浓度分散在去离子水中。

26、进一步的技术方案中：本发明还提供一种稀土配合物荧光微球分散液在生物检测中的应用。

27、本发明的有益效果：

28、1、本发明创造性地提出了新的有机配体：6,6,6-三氟-1-（2-萘基）己烷-1,3-二酮，并且将6,6,6-三氟-1-（2-萘基）己烷-1,3-二酮与[1,1’-联苯]-4-基二苯基氧化膦合成了一种新的稀土荧光配合物，其所采用的主配体6,6,6-三氟-1-（2-萘基）己烷-1,3-二酮含有强电子给予体奈，另外强吸电子基团-cf3容易改变整个分子的电子云分布，另一侧的eu-o成为离子键，提升了发光效率；辅助配体[1,1’-联苯]-4-基二苯基氧化膦使中心eu3+的配位数达到饱和，且其性共轭结构，能够代替溶剂水分子与稀土中心离子进行键合，有效减少溶剂 o-h、n-h 带来的荧光猝灭，并且可以辅助主配体吸收近紫外并有效地将能量转移到中心离子。并且，本发明的稀土荧光配合物能够用于制备具有超高发光强度的稀土配合物荧光微球。

29、2、本发明提供的一种稀土配合物荧光微球和制备方法，通过将本发明的稀土荧光配合物与聚合物按照比例混合后，再对其进行羧基修饰改性制得复合功能化的稀土配合物荧光微球，不仅发光强度高，而且还具有粒径均一、官能团密度高、形貌良好、分散均匀性好等特点，能覆盖的微球粒径范围为200-700 nm，适用范围广。

30、3、本发明提供的稀土配合物荧光微球能够用于制备生物检测用的分散液，应用于免疫分析等多种生物医学分析检测中，实现实时高灵敏度和快速检测的目的。