一种核壳结构彩色微球及其制备方法和应用与流程

本发明涉及免疫层析，具体领域为一种核壳结构彩色微球及其制备方法和应用。

背景技术：

1、免疫层析技术是一种简便、快速的诊断方法，也是现场即时检测的重要工具，最早用于人绒毛膜促性腺激素hcg的检测，以此作为早期怀孕的诊断依据。免疫层析技术主要借助免疫层析试纸条完成，操作简单、检测快速、特异性强、稳定性好，而且携带方便，已广泛应用于临床诊断、食品安全、药物检测、环境污染等领域。

2、彩色微球作为免疫层析技术热点比较高的原材料，具有灵敏度高、色彩丰富、稳定性好、易规模化生产及批间差小等优点，受到许多研发人员的青睐。常用的合成彩色微球的方法有溶胀法、共聚法及包埋法。溶胀法通常是先合成表面功能化的聚苯乙烯微球，然后通过溶胀扩散技术将染料分子包进微球里面，但是这种方法制备的彩色微球通常出现染料易于泄露且染色不均匀的情况。共聚法通常是先将染料分子进行双键的修饰，然后在与苯乙烯单体及功能性单体同时进行无规共聚制备而成，这种方法制备出的彩色微球染料负载率低。包埋法通常是在单体聚合过程中添加染料，使其在聚合过程中将染料包埋到微球内部，但是这种方法制备的彩色微球，染料易于泄露且粒径不均一。

3、cn101186657公开了一种二氧化钛或染料包埋法合成电子纸用微球的方法，首先通过乳液聚合法、自由基分散聚合法或者溶胶凝胶法将染料包埋到微球内部制备出彩色微球内核，然后再在彩色内核粒子的外表接枝聚合物壳层，形成以彩色微球为内核、表面功能化的聚合物为壳层的核-壳结构。但是，该方法制备出的彩色微球仍有以下三个问题：（1）染料负载率低；（2）在二次聚合过程中需加入大量表面活性剂（超过临界胶束浓度），导致表面活性剂难以去除，如用于免疫层析领域中会影响微球与蛋白的偶联效率；（3）两次聚合方式导致核-壳结构不易控制，在二次聚合过程可能会产生新的聚合物微球。

技术实现思路

1、针对现有技术中的上述问题，本发明提供了一种染料负载率高、表面活性剂含量少的核壳结构彩色微球及其制备方法和应用。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种核壳结构彩色微球的制备方法，具体为：采用两步乳液聚合法，通过第一步乳液聚合将溶有染料的单体滴入反应体系聚合，从而将染料包埋到微球内部制备一个彩色内核，因为反应并没有终止，故此时彩色内核外部富含可引发聚合的自由基；然后通过第二步乳液聚合将溶有染料的聚合单体、交联单体及功能单体混合物缓慢加入反应体系，使彩色内核外部包被一层彩色壳层，从而制备出表面功能化的核-壳结构的彩色微球。

4、其中，所述第一步乳液聚合具体为，选用阴离子表面活性剂、水溶性引发剂，以苯乙烯为单体，二乙烯苯为交联剂，将油溶性染料溶于单体中，通过乳液聚合将染料包埋到微球内部制备彩色微球内核；

5、所述第二步乳液聚合具体为，选用阴离子表面活性剂，苯乙烯为单体，甲基丙烯酸为功能单体，二乙烯苯为交联剂，将油溶性染料溶于混合单体中，缓慢加入反应体系，在第一步制备的彩色微球内核表面包被彩色壳层，从而制备得到核壳结构彩色微球。

6、其中，所述阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠和十二烷基磺酸钠中的至少一种。

7、其中，所述水溶性引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵和过硫酸钠中的至少一种。

8、其中，核壳结构彩色微球的功能基团包括羧基、磺酸基、氨基、羟基、醛基中的一种或多种。

9、其中，苯乙烯与油溶性染料的质量比为1：0.1-0.5，苯乙烯与功能性单体的体积比为1：0.01-0.08，苯乙烯与交联剂的体积比为1:0.01-0.08。

10、其中，核壳结构彩色微球的粒径为100-800 nm，pdi<0.05。

11、本发明方法制备的彩色微球可用于免疫层析领域。

12、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

13、（1）本发明聚合过程中仅使用少量的表面活性剂，对后期微球与蛋白的偶联效率影响甚微。

14、（2）本发明采用两步乳液聚合法，第一步乳液聚合制备彩色内核后，内核表面富含自由基，可继续引发第二步乳液聚合的单体聚合，且方法简单，结构易于控制，不会产生新的聚合物微球。

15、（3）本发明两步乳液聚合过程中交联剂的加入使聚合物由链状结构转变为网状结构，使得包埋入微球内部大的染料不易泄露。

16、（4）本发明通过两步乳液聚合法首先制备彩色内核第一次将染料包埋到微球内部，然后彩色内核外部包被彩色壳层，将染料第二次包埋到微球内部，提高了染料的包埋率。

17、（5）本发明的核壳结构彩色微球的分散性好，粒径均一，聚合指数pdi<0.05。

技术特征：

1.一种核壳结构彩色微球的制备方法，其特征在于：采用两步乳液聚合法，第一步乳液聚合具体为，选用阴离子表面活性剂、水溶性引发剂，以苯乙烯为单体，二乙烯苯为交联剂，将油溶性染料溶于苯乙烯单体中，通过乳液聚合将染料包埋到微球内部制备彩色微球内核；

2.根据权利要求1所述的核壳结构彩色微球的制备方法，其特征在于：所述阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠和十二烷基磺酸钠中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的核壳结构彩色微球的制备方法，其特征在于：所述水溶性引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵和过硫酸钠中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的核壳结构彩色微球的制备方法，其特征在于：核壳结构彩色微球的功能基团包括羧基、磺酸基、氨基、羟基、醛基中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的核壳结构彩色微球的制备方法，其特征在于：苯乙烯与油溶性染料的质量比为1：0.1-0.5，苯乙烯与功能单体的体积比为1：0.01-0.08，苯乙烯与交联剂的体积比为1:0.01-0.08。

6.根据权利要求1所述的核壳结构彩色微球的制备方法，其特征在于：核壳结构彩色微球的粒径为100-800 nm，pdi<0.05。

7.权利要求1-6任一所述制备方法制得的核壳结构彩色微球。

8.权利要求7所述的核壳结构彩色微球在免疫层析领域中的应用。

技术总结
本发明涉及免疫层析技术领域，尤其是一种核壳结构彩色微球及其制备方法和应用，采用两步乳液聚合法，通过第一步乳液聚合将溶有染料的单体滴入反应体系聚合，从而将染料包埋到微球内部制备出彩色内核；然后通过第二步乳液聚合将溶有染料的聚合单体、交联单体及功能单体混合物缓慢加入反应体系，使彩色内核外部包被一层彩色壳层，从而制备出表面功能化的核‑壳结构的彩色微球。本发明方法简单，结构易于控制，不会产生新的聚合物微球；交联剂的加入使聚合物由链状结构转变为网状结构，使得包埋入微球内部的染料不易泄露。

技术研发人员：王鹏,陈贝贝,张玉基,邵超凤,季梅阳
受保护的技术使用者：江苏宁普医疗科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/7/25