[发明专利]一种核壳异质型磁性聚集诱导发光荧光微球的制备方法

说明书

本发明涉及一种核壳异质型磁性聚集诱导发光荧光微球及其制备方法，通过微乳液法将聚集诱导发光分子、双亲聚合物和磁性纳米粒子进行一步自组装，并对其表面进行羧基功能化，制得磁性聚集诱导发光荧光微球。本发明提供的磁性聚集诱导发光荧光微球制备方法工艺简单，所制备的聚集诱导发光荧光微球呈现核壳异质结构，磁壳层均匀且稀疏分布在外部，能同时大幅度保留荧光和磁性性能，具有荧光信号强、磁性强、形貌完整、分散性好、粒径分布窄、粒径可控、表面易修饰等优点，适用于复杂基质中的痕量目标分析物的超灵敏检测，在临床和突发事件的现场检测中具有广泛的应用前景，如传染病的早期筛查等。

技术领域

本本发明属于纳米合成及其分析应用领域，具体涉及一种基于聚集诱导发光的核壳异质型磁性荧光微球及其制备方法。

背景技术

荧光分析技术因其快速灵敏、选择性好和检测方便等优势已被广泛应用于临床诊断、食品安全检测以及环境监控等领域。目前常用的荧光发光体包括有机荧光染料、量子点、上转换纳米粒子等。然而，单一的荧光发光体作为信号探针往往信号较弱，相对较低的检测灵敏度在一定程度上局限了其在超灵敏检测中的应用。近些年，随着纳米科学和技术的快速发展，各种各样的新型纳米载体(如介孔二氧化硅微球、聚苯乙烯微球)或聚合物组装体已经被报道可用于负载荧光发光体，并作为检测探针提高荧光分析的检测灵敏度。然而，传统有机荧光染料或量子点在高浓度或聚集态时荧光会大幅减弱甚至发生聚集诱导猝灭(ACQ)，因而大大限制了荧光体的装载量和探针的灵敏度，这在一定程度上制约了荧光探针在高灵敏分析领域中的应用。近年来，香港科技大学唐本忠院士课题组发现的“聚集诱导发光”(AIE)现象成为了荧光领域的研究热点。区别于传统聚集淬灭型有机荧光染料，具有聚集诱导发光性质的荧光染料在稀溶液状态下发光微弱甚至难以观察，但当在溶液中发生聚集或在固体状态下时可发出明亮的荧光。聚集诱导发光型荧光染料由于其固态发光的独特性质，解决了传统荧光发光体在高浓度下的荧光淬灭问题，这为荧光发光体载量提高和荧光分析灵敏度的提升提供了可能性。

此外，纳米探针在实际应用中面临着基质环境复杂、目标物含量低、背景色干扰等问题，这对多功能荧光纳米探针的开发提出了要求。其中，“荧光-磁”双功能纳米探针同时具有荧光和超顺磁性，在生物标记、分离及检测领域具有非常广阔的应用前景。目前传统“荧光-磁”纳米探针主要通过原位生长、层层组装、模板嵌入等方法制备，存在着荧光团装载量少、灵敏度低的问题。并且，大多“荧光-磁”纳米探针呈现出“磁@荧光”的纳米结构，外部纳米层对磁性内核存在着较强的磁屏蔽作用，因而大大削弱了纳米探针的磁性功能。理论上，以磁性组分作为荧光纳米探针的外壳，形成一种新型的“荧光@磁”核壳异质结构纳米复合材料，可有效规避磁性组分的屏蔽效应。另外，通过增加荧光组分的质量百分比，可以轻松地改善“荧光-磁”纳米探针的荧光性能。因此，精确控制荧光组分和磁性组分的空间分布，对于构建理想的“荧光@磁”核壳异质结构至关重要。基于此，本发明提出尺寸可控的核壳异质型磁性AIE荧光微球(磁性聚集诱导发光荧光微球)的制备方法。经检索未见有采用微乳液法制备核壳异质型磁性AIE荧光微球的公开文献报道。

发明内容

本发明的目的是旨在提供一种稳定制备100-1000nm的磁性AIE荧光微球，制备出的磁性AIE荧光微球具有高荧光强度、高磁性、核壳异质结构、窄粒径分布等特点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于聚集诱导发光的核壳异质型磁性荧光微球的制备方法，将具有红色发射的AIE单分子、油酸修饰的磁性Fe₃O₄纳米粒子和双亲聚合物溶于良溶剂中，之后加入含有表面活性剂的水溶液，将溶液超声制成微乳液，去除微乳液中的良溶剂，将所得沉淀复溶于碱水中水解后得到羧基化表面，将清洗后的沉淀物复溶于缓冲液中，制得磁性聚集诱导发光荧光微球(磁性聚集诱导发光荧光微球)，其制法包括以下步骤：

(1)油酸修饰的磁性Fe₃O₄纳米粒子(OC-Fe₃O₄NPs)的制备