[发明专利]一种基于交联聚合物荧光微球的制备方法

说明书

本发明公开了一种基于交联聚合物荧光微球的制备方法，微球中的荧光物质为有机荧光染料，包括以下步骤：第一步将分散剂聚乙烯吡咯烷酮溶于一定比例的醇水极性介质中分散得到澄清透明溶液；第二步向体系中加入引发剂偶氮二异丁腈、罗丹明类荧光单体和聚合物单体；第三步再加入溶有引发剂和单体的交联剂溶液，搅拌分散均匀，在一定温度和氮气保护下进行聚合反应，得到单分散的交联聚合物荧光微球。本发明在采用传统分散聚合法的基础上，改变了加料的时间，从而提高了荧光微球的单分散性；使用罗丹明类荧光染料，可以直接获得；使用交联聚合物共聚包裹荧光染料制备的荧光微球具有稳定的形体结构和荧光效率，良好的耐溶剂性、热稳定性。

技术领域

本发明涉及一种功能高分子微球的制备方法，具体涉及一种基于交联聚合物荧光微球的制备方法。

背景技术

荧光微球fluorescent microspheres是指直径在纳米级至微米级范围内，微球表面或内部负载有荧光物质，受外界能量或可见光刺激能激发出荧光的固体颗粒。荧光微球具有稳定的形态结构及高效的发光效率，受外界条件如热、磁、溶液等的影响比单独的荧光物质要小，其作为一种新型功能高分子材料已广泛用于生物医学领域，如生物医学方面的药物定向输送，免疫检测、细胞标记、高通量药物筛选等，还可以用于一些实验检测，如流式细胞术、流体流场示踪显示、吞噬功能检测等。

作为荧光物质的载体，聚合物微球具有稳定的形态结构，可减小外界环境对荧光物质光学性能的影响。常见的微球材料有二氧化硅、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸酯类和壳聚糖等。而有关交联聚合物荧光微球的报道很少，交联聚合物微球作为一种性能优异的载体材料具有广泛的应用前景，与非交联聚合物微球相比具有球形度好、粒径均一、粒径小等优点。交联聚合物荧光微球相比于单一聚合物荧光微球，其在耐溶剂性、热稳定性、耐磨性等都有不同程度提升。

荧光微球的制备方法分为物理法和化学法。物理法通过简单地吸附得到荧光微球，存在染料易脱落的缺点。而化学法是将荧光单体与聚合物单体通过悬浮聚合、乳液聚合及分散聚合等方法共聚而成。其中，分散聚合法制备的微球粒径小且具有良好的单分散性,这样制得的荧光微球各方面性能均比较稳定，而且聚合反应工艺简单，时间短。然而，传统的分散聚合法很难制备出单分散的交联聚合物微球，主要是因为交联剂影响了反应的成核阶段，使聚合反应发生在微球的表面，使微球之间产生交联导致微球的分散性变差。

现有的专利报道了一种纳米荧光微球的制备方法，首先将荧光染料溶于有机溶剂得到荧光染料溶液，并加入单体、交联剂、分散剂等通过分散聚合得到纳米荧光微球。该方法制备的荧光微球会因在反应开始时加入交联剂，而出现聚合物团聚使微球单分散性变差，荧光性变差。

发明内容

本发明的目的是提出一种荧光聚合物微球的制备方法，具体为一种单分散性良好、粒径均匀、荧光强度高的交联聚合物荧光微球的制备方法。

一种基于交联聚合物荧光微球的制备方法，是由交联聚合物和罗丹明类染料聚合得到荧光微球，采用下述方法制备得到：

步骤一、将分散剂聚乙烯吡咯烷酮溶于醇水溶液中，所述醇水溶液为极性分散介质，然后将含聚乙烯吡咯烷酮的醇水溶液置于配有机械搅拌器、冷凝管和氮气保护装置的250ml四口圆底烧瓶中，通过机械搅拌得到均相体系。

步骤二、将引发剂偶氮二异丁腈和荧光染料溶于聚合物单体中，通过超声震荡使其分散混合均匀，得到荧光单体混合溶液。

步骤三、将荧光单体混合溶液加入到反应体系中，恒速机械搅拌使其混合分散均匀，聚合反应温度在60～75℃，然后加入交联剂溶液，在恒温水浴和氮气保护下进行聚合反应，反应持续12～24h后，再经洗涤、干燥，得到交联聚合物荧光微球。

所述步骤一的聚合反应中，所述的水极性分散介质允许是异丙醇与水、乙醇与水、甲醇与水混合液之中的任意一种。

所述异丙醇与水、乙醇与水、甲醇与水的混合均按5:1的体积比例混合得到。