[发明专利]一种量子点荧光编码微球及其制备方法

说明书

本发明提供了一种量子点荧光编码微球，包括聚合物微球，结合在聚合物微球表面的量子点层，以及包覆在所述量子点层表面的功能层；所述聚合物微球表面含有乙烯基配体，所述乙烯基配体包括烯酸类化合物、丙烯酸聚醚磷酸酯、丙烯酸聚醚二羧酸酯、甲基丙烯酸聚醚磷酸酯和甲基丙烯酸聚醚二羧酸酯中的一种或几种；所述量子点层中的量子点与聚合物微球表面的乙烯基配体配位结合。本发明将量子点通过配体交换，接枝在交联的聚合物微球表面，通过控制微球表面的配体数量，能够定量控制微球表面结合的量子点的数目，从而实现量子点的定量调控，实现精确的荧光编码，提高有效编码的数量。本发明还提供了一种量子点荧光编码微球的制备方法。

技术领域

本发明属于聚合物微球技术领域，尤其涉及一种量子点荧光编码微球及其制备方法。

背景技术

目前荧光编码微球主要是基于聚苯乙烯等高分子微球载体的表面，用溶胀法、表面共价结合的方法得到。有机荧光染料是市面上常用的荧光物质，一般只有特定的激发、发射波长，所以需要特定的激发、接收器。荧光染料易降解、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、强光照射或者长期保存的情况下，都会导致荧光淬灭；检测的过程中蛋白会产生自发荧光，可能与染料荧光的光谱重叠，往往需要荧光补偿，将两种荧光分离，可能导致解码错误；同时还要考虑到染料之间不能发生能量共振转移和相互淬灭，这些对染料的选择上提出了很高的要求，限制了编码的数量。

量子点作为一种新型的荧光标记材料，与传统的荧光染料相比，具有激发波长范围更宽、发射峰更窄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；微球内能够包埋不同发射波长的量子点，所得到的量子点荧光微球用单波长的光激发，可以发射出多种不同比例的荧光，且荧光之间没有相互干扰，实现荧光编码和高通量检测。

现有量子点荧光编码微球主要分为3种技术手段：溶胀法、表面接枝和共聚法：

基于溶胀法制备的量子点荧光编码微球，由于量子点与聚合物基材(如聚苯乙烯)的相容性较差，量子点会从微球内部泄露出来，造成编码微球荧光强度不稳定，还会造成非特异性吸附，难以在生物检测上实现应用。

水溶性量子点也可以通过缩合，形成酰胺键固定在微球表面，但是纳米材料在微球表面容易造成非特异性吸附，微球上的量子点(包括缩合的和非特异性吸附的两部分)难以实现精确调控，微球间荧光差异大，降低了量子点荧光编码微球的灵敏度。

直接将编码材料溶解在油溶性单体内，得到油相混合物再经乳化、引发加功能单体得到的量子点荧光编码微球粒径往往只能在纳米尺度，但是在实际检测的过程中会用更大粒径的微球，且难以确保同一批微球每个微球中编码的量子点分配的比例一致，仅仅只能实现光谱编码，可用的编码数量有限，也即难以实现同时用荧光强度和颜色编码。

分散聚合是常用的一步大规模制备微米级微球的方法，专利CN113087860A提出用单分散磁性微球当种子，将主单体、交联剂、引发剂、量子点在乙醇/异丙醇/乙腈的一种或几种混合介质中发生聚合反应，在单分散磁性微球表面形成聚合物壳层。其选用的油酸配体量子点在这些介质中都不能以单分散的形式存在，反应过程中会形成大量团聚物，最终须通过磁分离清洗的手段除去团聚的量子点、交联的微球，导致产率不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种量子点荧光编码微球及其制备方法，本发明中的量子点荧光编码微球粒径均一(单分散)、荧光均一性高、稳定性好、荧光量子产率高。

本发明提供一种量子点荧光编码微球，包括聚合物微球，结合在聚合物微球表面的量子点层，以及包覆在所述量子点层表面的功能层；

所述聚合物微球表面含有乙烯基配体，所述乙烯基配体包括烯酸类化合物、丙烯酸聚醚磷酸酯、丙烯酸聚醚二羧酸酯、甲基丙烯酸聚醚磷酸酯和甲基丙烯酸聚醚二羧酸酯中的一种或几种；