[发明专利]利用官能化的毛细管测量羧基聚苯乙烯微球浓度的方法

说明书

本发明公开了一种利用官能化的毛细管测量羧基聚苯乙烯微球浓度的方法，首先利用厚壁毛细管腔中泵浦罗丹明‑B，在玻璃壁附近形成光学几何共振模式，然后在毛细管内壁做高分子聚合物薄膜用来键合特定功能键的颗粒，最后采用离散傅里叶变化分析几何模式包括三角模式和星模式的位移。本发明提供的方法，定向测量特定功能键颗粒，灵敏度高，成本低，测量方法简单，稳定，可重复性好，共振的激光模式比回音壁模式的强度高，检测限低，无光漂白。

技术领域

本发明属于光学传感领域，具体涉及一种利用官能化的毛细管测量羧基聚苯乙烯微球浓度的方法。

背景技术

基于回音壁模式的光学谐振腔，包含微球，微环，毛细管在传感方面有广泛应用。基于回音壁模式的传感基于两种方法测量模式结构。一种是利用波导，棱镜或其他特殊装置把倏逝波耦合近谐振腔。当颗粒或待检测的生物分子附着在腔壁时会引起共振模式的转变。倏逝场耦合需要考虑相位匹配等很多因素。这种方法的共振模式的品质因子高达109或更高，可用于单分子检测。但这种方法也有很多缺点限值其发展，需要窄带的可调谐激光成本高，装置易碎难封装等。另一种采用荧光光谱形成稳定的回音壁模式。这种光学谐振腔需要内部具有比如发光量子点或者其他聚合物材料。这些荧光物质可以通过连续波长激光或者LED二极管激光器等在自由空间下激发。这种光学谐振腔不需要窄带可调谐激光，和精密的光学元件耦合倏逝波导腔模式。

基于回音壁模式的激光模式的有源的光学谐振腔具有较高的品质因子，较强的发射谱和较窄的线宽，能够提高传感器的速度和准确性，并应用于生物分子的检测。稳定的激光模式的光学谐振腔在生物分子的检测方面具有重要的应用。这些装置都采用不同的无机或有机染料作为激光的增益介质。激光模式的毛细管对非特定分子的检测已有相关报道，另外采用染料激发的激光模式的薄壁毛细管谐振腔已证实可以用于折射率传感应用。但是激光模式的毛细管对特定分子的检测相关技术较少。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种利用官能化的毛细管测量羧基聚苯乙烯微球浓度的方法，定向测量特定功能键颗粒，灵敏度高，成本低，测量方法简单，稳定，可重复性好，检测限低，无光漂白。

本发明采用的技术方案如下：

一种利用官能化的毛细管测量羧基聚苯乙烯微球浓度的方法，包括以下步骤：

S1.将长度为4-6cm的毛细管表面的聚酰亚胺高分子薄膜去除，得到处理毛细管；

S2.对S1步骤所得处理毛细管采用NaOH溶液以0.1mL/min泵浦1-3分钟，再采用PAH溶液和NaCl溶液的混合溶液以0.02mL/min泵浦4-6分钟，然后采用PSS溶液和NaCl溶液的混合溶液以0.02mL/min泵浦4-6分钟，最后采用PAH溶液和NaCl溶液的混合溶液以0.02mL/min泵浦4-6分钟，得到官能化的毛细管；

优选地，对S1步骤所得处理毛细管采用NaOH溶液以0.1mL/min泵浦2分钟，使毛细管的玻璃内表面带稍微负电荷；再采用PAH溶液和NaCl溶液的混合溶液以0.02mL/min泵浦5分钟，然后采用PSS溶液和NaCl溶液以0.02mL/min泵浦5分钟，PSS表面带稍微负电荷可以和上面PAH表面正电荷相互吸引形成PAH-PSS薄膜；最后采用PAH溶液和NaCl溶液以0.02mL/min泵浦5分钟，PAH表面带稍微正电荷可以和上面PSS负电荷相互吸引形成PAH-PSS-PAH薄膜，得到官能化的毛细管；

S3.对S2步骤所得官能化的毛细管腔中泵浦NHS溶液、EDC溶液和待测的羧基聚苯乙烯微球溶液的混合溶液，羧基聚苯乙烯微球在NHS和EDC的催化下和PAH表面的-NH发生化学反应，羧基聚苯乙烯微球被PAH膜层定向捕捉到；25-35min后泵浦罗丹明-B溶液；

S4.采用氮气激光激发染料激光，激发500nm的激光激发毛细管内部的罗丹明-B溶液，再采用成像光谱仪记录几何共振模式的光谱，采用离散傅里叶变化对光谱进行分析，得到羧基聚苯乙烯微球浓度。