[发明专利]制备无机/有机复合微球的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可应用于生物医学领域的复合材料，尤其是涉及一种通过高温溶胀法制备的无机/有机复合微球的方法。

背景技术

近年来，生物医学研究在功能基因分析、药物筛选和临床诊断等诸方面取得了令人瞩目的成绩。与此同时，随着组合化学、天然产物化学以及基因组学的飞速发展，大量待筛选分析的化合物不断涌现。如何从大规模、复杂的生物相关物质的候选体系中高效快速地筛选出目标物质，以促进生物医学研究的发展，是目前生物分析技术面临的巨大挑战。

在Lam等于1991年提出的OBOC(One-Bead-One-Compound)筛选技术的基础上发展而来的悬浮阵列技术(Suspension array technology)，利用具有唯一编码特征的微球作为反应单元，检测、筛选和分离均在同一个微球上快速完成；另外，根据实际筛选要求，还可以对微球的种类和粒径进行优化。这些特点大大缩短了阵列制备(Array preparation)时间、提高了阵列密度(Array density)。更重要的是，随着流式细胞仪技术，尤其是高通量流式细胞仪(High-through-put flow cytometry)技术的发展，悬浮阵列技术的检测速度已经高达10000个/s，使超高速多组分分析(Multiplexed analysis)成为可能。基于以上优点，编码微球得到了研究人员的广泛关注，并且已经开始应于大规模的化合物筛选检测上。

目前，编码微球的制备方法主要包括：(1)层层自组装法，将表面改性后的纳米粒子与微球表面充分接触，通过静电吸附作用或化学键的形式使纳米粒子吸附在载体微球表面，这种方法原理简便，但在复杂的化学环境中纳米粒子容易脱落；(2)共聚法，通过表面功能化使纳米粒子带有可聚合的不饱和键与单体进行共聚，使纳米粒子聚合到微球内部，此种方法制备的编码微球，纳米粒子与微球之间以化学键的形式结合，能够有效的避免在相关应用中由于纳米粒子泄漏而引起的信号不稳定等问题，但在聚合过程中体系不稳定，纳米粒字易失活，而且纳米粒子的加入可能会对微球的形貌和粒径产生一定得影响，也限制了其应用范围。(3)常温溶胀法，在常温下将微球在溶有纳米粒子的有机溶剂中溶胀，使纳米粒子扩散到微球内部。这种方法能够快速的编码，且纳米粒子分布较均匀，但同样存在纳米粒子易泄露的问题。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种准确、高效的制备无机/有机复合微球的方法，重点解决复合微球中纳米粒子泄露这一瓶颈问题，进一步扩展编码微球在生物医学领域进行多重生物分析、筛选的应用。

本发明为一种制备无机/有机复合微球的新方法，与传统的常温溶胀法相比，高温溶胀法是在较高温度下使聚合物微球发生溶胀，之后存在一个逐渐升温的过程，无机纳米粒子的良溶剂逐渐挥发，促使纳米粒子进入微球内部的较小孔隙中，最终降温能有效地将纳米粒子嵌入到微球内部的多孔结构中，成功的限制了纳米粒子从微球中泄露出来，且提高了复合微球的稳定性。制备的复合微球粒纳米粒子分布均匀，粒径均一，大小为1～100μm。

本发明所述的无机/有机复合微球的制备方法包括以下步骤：

1)将无机纳米粒子和聚合物微球分散在溶胀剂和分散剂中，在40～60℃下溶胀，溶胀时间30～120min；

2)将步骤一的反应体系升温至140～240℃，并保温至无溶胀剂回流；

3)待溶胀剂全部挥发，将反应体系快速降温，离心，洗涤后烘干，得到无机/有机复合聚合物微球。

所述的无机纳米粒子，是指平均粒径在1～100nm之间的金属纳米粒子、半导体纳米晶粒子或磁性纳米粒子中的一种或几种的组合。

所述的无机纳米粒子优选Au、Ag、CdS、CdSe、CdTe、CdSe/CdS、CdSe/ZnS、CdSe/ZnSe、CdTe/ZnS、CdTe/CdS、CdTe/ZnSe、CdSeTe或Fe3O4其中的一种或几种的组合。

所述的聚合物微球是具有交联结构，交联度5％～100％，且具有多孔或无孔结构的高分子微球，粒径为5～20μm。

所述的聚合物微球包括，聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚丙烯酸酯、聚苯乙烯或聚氯乙烯中的一种或几种的组合。

所述分散剂为十六烷、十八碳烯中的一种或两种。溶胀剂为三氯甲烷或环己烷中的一种或两种。溶胀剂与分散剂的体积之比为1∶6～1∶1；

本发明的制备过程是优选在氩气保护下进行。