单分散荧光微球颗粒及其制备方法
阅读说明：本技术 单分散荧光微球颗粒及其制备方法 (Monodisperse fluorescent microsphere particles and preparation method thereof ) 是由 刘晓庆 于 2021-10-08 设计创作，主要内容包括：本发明属于生物材料技术领域,具体涉及单分散荧光微球颗粒及其制备方法。本发明提供的制备方法改进溶胀法制备得到的磁性荧光微球具有较高的均一性,粒径分布窄,采用的荧光微球由共聚法制备,荧光性能稳定,能够耐受有机溶剂,稳定性高。同时,本发明后续可以对微球表面衍生化出不同的官能团,增强了在不同领域应用的可能性。此外,本发明既兼顾了溶胀法制备磁性微球的便捷性,又保证了微球荧光的稳定性,克服了传统制备方法的一些缺陷,最大限度的兼顾复合微球的磁性和荧光的双重作用的发挥。(The invention belongs to the technical field of biological materials, and particularly relates to monodisperse fluorescent microsphere particles and a preparation method thereof. The magnetic fluorescent microsphere prepared by the improved swelling method of the preparation method provided by the invention has higher uniformity and narrow particle size distribution, and the adopted fluorescent microsphere is prepared by a copolymerization method, so that the fluorescent property is stable, the organic solvent can be tolerated, and the stability is high. Meanwhile, different functional groups can be derived from the surface of the microsphere subsequently, so that the possibility of application in different fields is enhanced. In addition, the invention not only considers the convenience of preparing the magnetic microspheres by a swelling method, but also ensures the stability of the fluorescence of the microspheres, overcomes some defects of the traditional preparation method, and gives consideration to the play of the dual functions of the magnetism and the fluorescence of the composite microspheres to the maximum extent.)
技术领域
本发明属于生物材料技术领域，具体涉及单分散荧光微球颗粒及其制备方法。
背景技术
荧光微球是指在微球内部掺杂各种荧光分子，包括有机荧光染料或者无机荧光染料，通过物理吸附或者化学键合等方法制备而成的无机或有机球形体，可广泛应用于生物标记和示踪、高通量药物筛选、荧光免疫分析、临床快速诊断等领域。由于荧光微球主要应用在生物领域，应选择生物相容性较好的有机荧光染料分子，其制备主要有包埋法、键合法、共聚法、溶胀法等。例如专利号CN111019643B(荧光微球的制备方法)、CN111116813A(一种基于交联聚合物荧光微球的制备方法)等相关文献材料。其中，包埋法以及溶胀法制备的荧光微球属于物理吸附方法，稳定性较差，在有机溶剂条件下，荧光染料分子容易脱落、泄露、影响使用的重复性和稳定性。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明提供了单分散荧光微球颗粒及其制备方法，目的是为了解决现有包埋法以及溶胀法制备的荧光微球属于物理吸附方法，稳定性较差，在有机溶剂条件下，荧光染料分子容易脱落、泄露、影响使用的重复性和稳定性的技术问题。
本发明提供的单分散荧光微球颗粒的制备方法，具体技术方案如下：
单分散荧光微球颗粒的制备方法，包括如下步骤：
S1，合成荧光单体，所述荧光单体为红色荧光单体或者橙红色荧光单体；
S2，将步骤S1中的荧光单体加入含有偶氮二异丁腈的苯乙烯或甲基丙烯酸甲酯单体溶液中，搅拌均匀，形成单体混合液；
S3，将聚乙烯吡咯烷酮加入在乙二醇甲醚和乙醇混合溶液中，搅拌均匀，获得分散混合液；
S4，将步骤S2中的单体混合液分别加入步骤S3中的分散混合液中，搅拌并通入氮气，获得蓝色或桃红色悬浮液；
S5，将步骤S4中的蓝色悬浮液进行乙醇离心洗涤多次，并干燥，获得单分散荧光微球颗粒。
在某些实施方式中，在步骤S1中，所述红色荧光单体的合成步骤如下：
A，将尼罗蓝、1-庚烷磺酸钠盐、三氯甲烷和蒸馏水进行混合，搅拌过夜，获得混合液；
B，将步骤A中混合液的有机相分离出并用蒸馏水多次洗涤后，合并水相，用三氯甲烷进行多次萃取后，将萃取后的有机相合并加入无水硫酸镁干燥，接着充入氮气并加入三乙胺，在不断搅拌下滴加丙烯酰氯，室温反应2小时，获得搅拌反应液；
C，将步骤B中的搅拌反应液用蒸馏水多次洗涤，并再用三氯甲烷多次萃取，将萃取后的有机相合并加入无水硫酸镁干燥，获得混合物；
D、用乙酸乙酯冲洗色谱法纯化步骤C中混合物，获得红色荧光单体。
进一步，在步骤A中，所述尼罗蓝、1-庚烷磺酸钠盐、蒸馏水的质量比为1:3.5:250，所述蒸馏水与所述三氯甲烷的体积比为1:1；
步骤B中，洗涤用的蒸馏水与步骤A中的蒸馏水的比例为2:5；所述萃取用的三氯甲烷与洗涤用的蒸馏水的体积比为1:1，所述三乙胺与步骤A中的尼罗蓝的质量比为3:1，所述丙烯酰氯与所述三乙胺的质量比为1:2；
步骤C中，所述洗涤用的蒸馏水与步骤A中的蒸馏水的比例为1:5；所述萃取用的三氯甲烷与洗涤用的蒸馏水的体积比为1:1。
在某些实施方式中，在步骤S1中，所述橙红色荧光单体的合成步骤如下：
(1)向溶解的异硫氰酸罗丹明中，加入4-氨基苯乙烯和乙醇，并置于氮气下并搅拌4周，或者搅拌液；
(2)将步骤(1)中的搅拌液在减压蒸馏条件下去除掉挥发性的副产物，获得混合产物；
(3)用乙酸乙酯冲洗色谱法纯化步骤(2)的混合产物，获得橙红色荧光单体。
进一步，步骤(1)中，异硫氰酸罗丹明、4-氨基苯乙烯和乙醇的质量比为10:7:200。
在某些实施方式中，在步骤S2中，所述荧光单体占所述单体溶液的重量百分数低于0.5％。
在某些实施方式中，在步骤S3中，聚乙烯吡咯烷酮、乙二醇甲醚和乙醇的比例是0.5:8:2。
在某些实施方式中，在步骤S4中，单体混合液与分散混合液的比例是1:10-1:50，所述搅拌的温度为60-80℃，所述搅拌的时间为16-24小时。
在某些实施方式中，在步骤S5中，所述干燥的温度是40℃。
本发明还根据上述的方法制备了单分散荧光微球颗粒，所述单分散荧光微球颗粒为红色单分散荧光微球颗粒或者橙红色单分散荧光微球颗粒。
本发明具有以下有益效果：本发明合成的两种完全全新的含有双键的有机荧光染料，通过共聚法制备出高均一性的单分散聚合物荧光微球，包括聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯两种材质。共聚法是将合成的含有双键的荧光染料分子与微球合成单体进行自由基聚合，具有简单可控，制得的荧光微球粒径均一性高、由于荧光染料与微球进行共聚结合使得微球荧光性质稳定，并且可以耐受一定的有机溶剂的清洗，避免了包埋法和溶胀法制备的荧光微球的染料泄露等缺陷，而且可以通过来调整添加染料的量来精确定量调整微球荧光强度、为后续制备液相芯片等产品打下良好的基础，在生物标记、流体示踪、免疫检测等生物医药领用具有潜在应用价值。
附图说明
图1是本发明提供的单分散荧光微球颗粒的制备方法的流程图；
图2是本发明实施例1中单分散荧光微球颗粒的显微镜图；
图3是本发明实施例2中单分散荧光微球颗粒的显微镜图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图1-3，对本发明进一步详细说明。
实施例1
本实施例提供的单分散荧光微球颗粒的制备方法，具体技术方案如下：
单分散荧光微球颗粒的制备方法，包括如下步骤：
S1，合成荧光单体，具体的合成步骤入下：
A、在1升的锥形瓶中，分别加入1克尼罗蓝，3.5克1-庚烷磺酸钠盐，250毫升蒸馏水和250毫升三氯甲烷，搅拌过夜，获得混合液；
B，将步骤A中混合液的有机相分离出，并用50毫升蒸馏水洗涤3次，合并水相，用50毫升三氯甲烷萃取3次，然后将萃取后的有机相合并加入无水硫酸镁干燥，然后转移到1升圆底烧瓶，充入氮气，向溶液中加入3克三乙胺，在不断搅拌下滴加1.5克丙烯酰氯，室温反应2小时，获得搅拌反应液；
C、将步骤B中的搅拌反应液用100毫升蒸馏水洗涤3次，将水相然用50毫升三氯甲烷洗涤3次，将萃取后的有机相合并用无水硫酸镁干燥，获得搅拌反应液；
D、用乙酸乙酯冲洗色谱法纯化步骤C中混合物，得到约0.5克的红色荧光单体。
S2，将步骤S1中的荧光单体加入含有偶氮二异丁腈的苯乙烯或甲基丙烯酸甲酯单体溶液中，搅拌均匀，形成单体混合液，荧光单体占单体溶液的重量百分数低于0.5％。偶氮二异丁腈作为引发剂。
S3，将聚乙烯吡咯烷酮(平均分子量120万)加入在乙二醇甲醚和乙醇混合溶液中(三者比例是0.5:8:2)，搅拌均匀，在70℃恒温条件下形透明澄清的溶液，即为分散混合液。
S4，将步骤S2中的单体混合液分别加入步骤S3中的分散混合液中，搅拌(转速为20rpm)并通入氮气，在60-80℃恒温反应16-24小时，获得蓝色悬浮液，在一定温度下保温24小时。
S5，将步骤S4中的蓝色悬浮液进行乙醇离心洗涤3次，并在40℃干燥，获得单分散荧光微球颗粒。
本实施例还提供了利用上述方法制备的红色单分散荧光微球颗粒，如图2所示。
实施例2
本实施例提供的单分散荧光微球颗粒的制备方法，具体技术方案如下：
单分散荧光微球颗粒的制备方法，包括如下步骤：
S1，合成荧光单体，具体的合成步骤入下：
(1)在三口烧瓶中溶解1g异硫氰酸罗丹明，依次加入0.7g 4-氨基苯乙烯和20g乙醇，置于氮气氛下并搅拌4周的时间，获得搅拌液；
(2)将步骤(1)中的搅拌液在减压下分离反应产物旋转蒸发器，获得混合产物；
(3)用乙酸乙酯冲洗色谱法纯化步骤(2)的混合产物，得到的荧光单体的产量为0.6g。
S2，将步骤S1中的荧光单体加入含有偶氮二异丁腈的苯乙烯或甲基丙烯酸甲酯单体溶液中，搅拌均匀，形成单体混合液，荧光单体占单体溶液的重量百分数低于0.5％。
S3，将聚乙烯吡咯烷酮(平均分子量120万)加入在乙二醇甲醚和乙醇混合溶液中(三者比例是0.5:8:2)，搅拌均匀，在70℃恒温条件下形透明澄清的溶液，即为分散混合液。
S4，将步骤S2中的单体混合液分别加入步骤S3中的分散混合液中，搅拌(转速为20rpm)并通入氮气，在60-80℃恒温反应16-24小时，获得桃红色悬浮液；
S5，将步骤S4中的桃红色悬浮液进行乙醇离心洗涤3次，并在40℃干燥，获得单分散荧光微球颗粒。
本实施例还提供了利用上述方法制备的橙红色单分散荧光微球颗粒，如图3所示。
上述仅本发明较佳可行实施例，并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的技术人员，在本发明的实质范围内，所作出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
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