[发明专利]双亲性高分子改性油溶性核/壳量子点及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及纳米材料制备领域及生化多通量检测领域，特别涉及一种双亲性高分子改性油溶性核/壳量子点及制备方法。

背景技术

量子点(Quantum Dots，QDs)，由于其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。随着制备技术的不断提高，量子点在生物领域显示出越来越广阔的应用前景，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。

Nie课题组(Han M Y，Gao X H，Su J，et al.Nat Biotech，2001，19：631-635)将不同数量、不同颜色的量子点包埋到聚苯乙烯微球中，从而形成具有不同光谱特征和亮度特征的可标记生物大分子微粒。另有研究者利用多色量子点来进行多种细菌和毒素的检测(Yang L J，LiY B.Analyst，2006，131：394-401；Goldman E R，Clapp A R，Anderson G P，et al.Anal Chem，2004，76(3)：684-688)，但有一定的非特异性吸附现象和光谱重叠现象。多色量子点混合检测存在FRET的可能，而国内外FRET的研究大多采用巯基羧酸类改性的量子点(Gill R，Willner I，Shweky I，et al.J Phys Chem B，2005，109：23715-23719；Kim J H，Morikis D，OzkanM.SensActuatB，2004，102：315-319)，改性后的量子点基本保持原有量子点的尺寸，不同颜色量子点在体系中由于相隔较近而出现FRET的几率更大。在已有的多色量子点多通量检测研究中，绝大多数也是采用巯基羧酸改性的量子点。

目前针对量子点的亲水改性有诸多文献报道，如专利CN101104806采用亲水性硅酸酯包覆量子点，但反应条件不易控制，重现性差，产率低，在后期应用中非特异性吸附严重；专利CN101250403采用长链巯基类化合物包覆量子点，但巯基羧酸与量子点的结合并不稳定，且在pH为7-8.5的生理溶液条件下，量子点表面的羧基会离解并导致严重的非特异性键合；专利CN1712489和CN101012373A均采用了核/壳量子点进行亲水性改性，但由于核、壳之间的晶格参数差异影响了量子点的结晶结构和荧光效率，并且所用的高分子存在破坏量子点表面结构的可能，影响量子点表面的均匀性。

因此，如何能在不破坏量子点表面结构，不影响其荧光性质的前提下，提高量子点的亲水性、稳定性以及合成的简易性、可控性一直都是本领域的研究重点。

发明内容

本发明旨在提供一种工艺简单、可控、稳定，对量子点性能影响小的亲水改性方法。本方法改性的量子点不用作特别处理，其表面的结构没有被破坏，荧光性能优良，可广泛的应用于高通量筛选和高度多元化的生化分析领域。

本发明技术方案如下：

一种双亲性高分子改性油溶性核/壳量子点，其结构是，核层为CdSe量子点；壳层由内到外依次为：CdS、合金层、ZnS、双亲性高分子层；量子点粒径范围在200～1000nm。

所述的双亲性高分子改性油溶性核/壳量子点，其合金层结构为Cd_0.4Zn_0.6S、Cd_0.45Zn_0.55S或Cd_0.6Zn_0.4S；双亲性高分子层的结构为，内层为高分子的烷基链形成的疏水层，连接层为脂肪族长碳链，外层为羧基形成的亲水层。其中烷基链碳数为6～10；连接层脂肪族聚合物长链为聚丙烯酸类均聚物A或嵌段聚合物A-B或型嵌段聚合物A-B-C，其中均聚物A为聚叔丁基丙烯酸、聚乙基丙烯酸或聚甲基丙烯酸中的一种；嵌段聚合物B或C分别为聚叔丁基丙烯酸脂、聚乙基丙烯酸脂或聚甲基丙烯酸酯中的一种，且A-B-C型嵌段聚合物中B、C不相同。