[发明专利]一种新型编码微球及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种新型编码微球及其制备方法。

背景技术

抗体、抗原、DNA等生物分子的快速、高灵敏的检测对疾病诊断和治疗具有十分重要的意义。然而，在检测过程中通常需要对目标分子进行大量的筛选和分析，因此，需要合适的方法来应对大量的生物标志物分析。编码微球检测技术是把目标分子固定在具有特定编码的微球表面，然后再根据编码微球的编码信号识别其表面载有的目标分子，在分析时，只需识别编码信号，就可以确定相应的待测分子。目前，微球的编码方式主要有位置图形编码和光谱编码。各种发光的分子或其他微粒可以通过共价或非共价的方式与微球结合，从而制得光谱编码微球。这些发光物质包括荧光胶体粒子、荧光染料分子、半导体纳米晶体、稀土元素等，其中用得最多是量子点和荧光染料。量子点具有激发波长宽，发射波长窄的特性，因此，是制备荧光编码微球的良好选择。尽管量子点的量子产率高，但相对染料来说其制备和修饰都较困难，而且成本较高。荧光染料来源丰富，价格便宜，并且目前文献报道的荧光编码微球仍以有机染料发光为主，只要选择合适染料就可以制备性能优异的荧光编码微球。除了荧光编码外，拉曼光谱也被尝试用作编码，并用于多重检测。

编码容量是目前编码微球制备与应用的重大挑战之一。对于拉曼编码来说，由于结构相似，拉曼报告分子的拉曼位移通常集中在500cm^-1-2000cm^-1范围内，而且一种拉曼分子通常都有好几个特征峰。因此几种拉曼分子一起用作编码时，不可避免会发生特征峰的重叠，从而导致编码的容量大大降低。另外，对于荧光编码微球来说，也存在发射峰重叠的问题。比如荧光能量转移等也往往会导致激发、发射峰重叠和荧光信号强弱改变，故可用于实际编码的荧光染料和量子点要比理论上的少的得多，因而至今可用于标记编码的信号仍然远远不能满足实际需求。因此，开发出具有大编码容量的编码微球和编码方法有着重大意义。

本发明利用拉曼光谱和荧光光谱进行共同编码，并采用二进制的方式进行编码，从而大大地扩大微球的编码容量。如果单独使用两种拉曼分子或两种荧光分子制备编码微球，分别可以得到3种编码微球，总共才能得到6种编码微球。而将两种拉曼和两种荧光分子进行共同编码，经过排列组合能制备15种信号不同的双编码微球，也就是说，拉曼和荧光结合大大的增加了编码微球的编码容量。此外，还可以根据各种信号的光谱信号强度进行编码，得到更多的编码微球，由此可见，本发明开发的编码微球在多重检测方面具有极大的应用潜力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型编码微球及其制备方法。所得编码微球具有大编码容量，且其编码信号干扰弱、编码信号强且稳定的特点，在生物检测方面具有良好的应用前景。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种新型编码微球，是采用密胺树脂为基材，以拉曼光谱和荧光光谱共同作为编码元素制成所述编码微球。

所述新型编码微球的制备方法，是采用溶胶-凝胶法在密胺树脂微球的制备过程中，以盐酸作为催化剂，将荧光探针分子原位包覆在微球内，只通过一步反应制得MF荧光微球；然后采用化学沉淀法，以硼氢化钠为还原剂，将Ag纳米粒子原位包覆在微球表面，形成MF/Ag-NPs复合微球；结合拉曼标记分子形成FMF/Ag微球后，再利用超声波法在其表面修饰一层SiO₂壳层，制得具有表面增强拉曼和荧光双响应的编码微球。

其具体包括如下步骤：

1）将0.2~3g三聚氰胺和0.1~2g甲醛加入到100mL的去离子水中，用盐酸调节体系pH值为4，然后加入5-80mg荧光探针分子，反应2h后静置，除去上层乳液，得到的产物用水和乙醇分别洗三次，离心分离出产物，然后于50℃真空干燥，得到尺寸均一、单分散的MF荧光微球；

2）将步骤1）得到的MF荧光微球加入到20mL含AgNO₃2-10mg的乙醇溶液中，加入2-15mg硼氢化钠，再将混合物超声处理2min，然后放置于摇床中，在50℃下振荡反应60min，离心后用乙醇清洗2-3次，50℃真空干燥2h，得到MF/Ag-NPs复合微球；

3）将1-20mg步骤2）得到的MF/Ag-NPs复合微球分散在拉曼标记分子含量为10^-3mol/L的乙醇溶液中，放入摇床中在室温下反应1.5h，得到拉曼标记分子改性的FMF/Ag微球；