[发明专利]基于上转换发光纳米晶的荧光编码微球的制备方法

说明书

技术领域

本发明特别涉及可用于多元检测的一种基于上转换发光纳米晶的编码微球制备方法。

背景技术

具有特定光学性质的荧光微球作为编码载体不仅容易制备、成本低廉，而且在检测解码过程中具有直观、易识别和易与现有检测仪器集成的技术特点，因此在分析检测领域展示了广阔的应用前景，成为人们广泛接受的编码技术。

目前用于制备荧光编码微球的主要发光物质包括荧光染料与量子点材料，荧光编码微球制备的技术路线一般是在聚合物或SiO₂基质微球内掺杂进一种或多种的荧光染料(或量子点等)，通过控制微球内发光物质的种类及其浓度(浓度不同而具有不同的强度)，使得每个球形基质都具有独特的光谱地址。但是，有机荧光染料与量子点作为编码发光物质都具有明显的缺陷，譬如，有机荧光染料光稳定性差，长时间放置易发生光漂白而影响编码载体光谱的准确性。作为无机纳米晶的量子点具有较高的光稳定性，然而，量子点与有机荧光染料同为短波长光源激发的下转换发光机制，在编码体系中不同发光粒子(或分子)之间存在吸收光谱与发射光谱的交叠导致能量传递发生，从而使短波长荧光强度被减弱而长波长荧光强度被增强，降低光谱编码的数量及其光谱准确性。此外，在实际检测中蛋白等生物大分子在短波长激发下常伴有不同程度的背景荧光导致检测信号的信噪比低，从而降低检测的灵敏度。

综上所述，选择具有优良光学性能的发光材料，构建高发光稳定性、低生物背景荧光、可灵敏识别的荧光微球以提高悬浮芯片系统生物检测的准确性与灵敏度已成为当前亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于上转换纳米晶的荧光编码微球的制备方法，其利用上转换纳米晶作为原料制备出的荧光编码微球在生物检测中具有荧光背景低、信噪比大和光学性质稳定的特点，可有效提高荧光悬浮检测系统的生物分析准确性与灵敏度，从而克服了现有技术中的不足。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

一种基于上转换纳米晶的荧光编码微球的制备方法，其特征在于，该方法为：

S1.取油溶稳定的稀土离子掺杂上转换发光纳米晶分散在与水不混溶的有机溶剂中后，再按照1∶5～1∶20的体积比与含2wt％以上的表面活性剂的水溶液混合，经乳化处理形成稳定微乳液体系；

S2.在持续搅拌的条件下，加热上述微乳液体系至蒸干该微乳液体系中的有机溶剂，离心处理残余的溶液，取沉淀物纯化得到目标荧光编码微球。

进一步的讲，步骤S1中所述的乳化处理是经1600rpm以上的速度搅拌和/或超声处理实现的。

优选的，步骤S2中是通过将微乳液体系的温度加热升高至30°至有机溶剂的沸点，从而蒸干微乳液体系中的有机溶剂，所述有机溶液的沸点低于水的沸点。

所述的稀土掺杂上转换发光纳米晶可以选用但不局限于基质材料为LaPO₄、LaF₃、Y₂O₃、YVO₄、TiO₂、ZnO、Lu₂O₃、NaGdF₄和NaYF₄中的任意一种或两种以上的组合组成，所述的稀土掺杂离子可以选用但不局限于Er、Tm、Ho、Nd、Pr、Dy和Sm中的任意一种或两种以上的组合。

所述与水不混溶的有机溶剂可优选选用但不局限于环己烷、二氯甲烷、氯仿和正己烷中的任意一种或两种以上的组合。

所述表面活性剂可优选选用但不局限于SDS、DTAB和CTAB中的任意一种或两种以上的组合。

作为一种优选的方式，本发明的方法还可包括如下步骤：

S3.取双亲性聚合物PMAO进行水解处理后，收集水解的双亲性聚合物PMAO溶于无水乙醇；

S4.在高速搅拌的条件下，将步骤S2所得上转换发光超结构微球缓慢加入足量的步骤S3所得水解PMAO的乙醇溶液中，持续高速搅拌反应10h以上，形成表面包覆双亲性聚合物的目标产物。

步骤S3的具体过程为：将双亲性聚合物马来酸酐共聚十八碳烯溶解于DMSO中，再加入足量的水、碱性水溶液和酸性水溶液中的任意一种，并加热至混合溶液沸腾，回流至马来酸酐共聚十八碳烯分子中的酸酐充分水解，离心收集水解的PMAO，溶解于无水乙醇中，备用。

步骤S4的具体过程为：