[发明专利]一种多层包覆的量子点荧光编码微球及其制备方法

说明书

本发明提供了一种多层包覆的量子点荧光编码微球及其制备方法，属于量子点制备技术领域。方法包括以下步骤：S1、制备聚合物微球内包覆量子点的量子点种子微球，所述量子点种子微球的表面含有碳碳双键；S2、将油溶性单体和引发剂分散在乳化剂溶液中，经超声分散或者高速均质形成单体液滴；S3、将所述量子点种子微球和所述单体液滴混合，在惰性气体保护下进行聚合反应，然后向反应体系内加入功能单体进行接枝反应，反应结束后进行纯化处理，得到多层包覆的量子点荧光编码微球。本发明制备得到的微米级的量子点荧光编码微球尺寸均一、单分散性好，具有高荧光强度、高荧光强度稳定性，可同时实现荧光光谱编码和荧光强度编码。

技术领域

本发明涉及量子点制备技术领域，特别涉及一种多层包覆的量子点荧光编码微球及其制备方法。

背景技术

荧光编码微球一般指表面含有荧光物质(包括表面包覆、表面共价结合)或微球内含有荧光物质(包括包埋、聚合)的微球，其受到外界能量刺激能激发出荧光，在生物标记和示踪、疾病诊断、免疫检测、液相芯片技术、高通量药物筛选(HTS)等生物医学领域显示出巨大的应用前景。

传统的荧光编码微球主要是基于溶胀、(层层)自组装、表面共价结合的方式使有机荧光染料标记聚苯乙烯等高分子微球载体而获得。有机荧光染料是市面上常用的荧光物质，然而其本身易降解、易被光漂白，虽然与微球结合后可以在一定程度下保护染料分子，但是高温、强光照射或长期保存的情况下，都会导致荧光淬灭；而且，在检测的过程中蛋白等会产生自发荧光，可能与有机染料荧光的光谱重叠，使得难以通过荧光补偿的方式将两种荧光分离，引起导致解码错误；同时还要考虑到有机荧光染料之间不能发生能量共振转移和相互淬灭，这使得有机荧光染料远远不能满足生物检测的需求。

量子点作为一种新型的荧光标记材料，与传统的有机荧光染料相比，具有宽激发谱、窄发射谱且耐光漂白的优良性质，是一种更为理想的荧光编码材料。然而量子点本身粒径小、表面能高、不耐氧的缺点限制了其在生物医学领域的广泛应用。将量子点包裹在聚合物微球中，可明显提升量子点的光学稳定性、胶体稳定性和生物相容性；且聚合物微球内能够包埋不同颜色的量子点，所得到的量子点荧光编码微球用单波长的光激发，可以发射出多种不同比例的荧光，有望实现多元化和高灵敏的荧光编码和高通量检测。

现阶段，量子点荧光编码微球多基于溶胀法制备得到，但该方法容易导致量子点容易从聚合物微球内泄露出来，引起量子点荧光编码微球的荧光强度和发光性能不稳定，难以在生物检测上实现应用。虽然也可以通过共价结合的方式将量子点稳定在聚合物微球表面，但是纳米形态的量子点在聚合物微球表面容易造成非特异性吸附，且共价结合操作繁琐，在负载量子点的聚合物微球表面包被聚合物或者二氧化硅等保护层虽可以降低非特异性吸附，但又会造成明显的荧光淬灭，很大程度上降低了量子点荧光编码微球的灵敏度。直接将量子点溶解在油溶性单体或含有引发剂的油溶性单体内，通过乳液聚合法或悬浮聚合法合成量子点荧光编码微球可以降低量子点的非特异性吸附，但得到的量子点荧光编码微球粒径往往只能在纳米或亚微米尺度，而在生物医学领域进行实际检测时，如进行流式细胞仪检测，会使用更大粒径的量子点荧光编码微球(粒径通常在微米级别以上)以保证足够的荧光强度。此外，上述多种方法制备得到的量子点荧光编码微球粒径分布相对较差，难以确保同一批制备的每个量子点荧光编码微球中各色量子点的分配比例一致，因而仅仅只能实现光谱编码，且可用的编码数量有限，也即难以实现同时采用荧光强度和颜色进行双重编码。

发明内容

针对以上现有技术中的问题，本发明提供了一种多层包覆的量子点荧光编码微球及其制备方法。

为实现上述目的，本发明具体通过以下技术实现：

一种多层包覆的量子点荧光编码微球的制备方法，包括以下步骤：

S1、制备聚合物微球内包覆量子点的量子点种子微球，所述量子点种子微球的表面含有碳碳双键；

S2、将油溶性单体和引发剂分散在乳化剂溶液中，经超声分散或者高速均质形成单体液滴；