[发明专利]一种用于膀胱癌蛋白多元分析的磁性结构色水凝胶微载体制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种用于膀胱癌蛋白多元分析的磁性结构色水凝胶微载体制备方法及应用，以二氧化硅光子晶体微结构为模板，通过在纳米粒子孔隙中填充力学性能佳的水凝胶，固化后除去模板得到具有反蛋白石结构的微载体；配置混合有磁性纳米粒子的功能性预凝胶并灌注于反蛋白石结构的空隙，经紫外光聚合得到与模板相似的周期性有序的磁性结构色水凝胶微载体。本发明具有制备成本低，重复性好，操作简便等优点，制备的磁性结构色水凝胶微载体有抗非特异性蛋白结合、供给探针偶联活性基团、定向磁控效应等特征，除具有液相芯片的编码稳定性好及灵活度高等性能外，用于膀胱癌蛋白多元分析还具有灵敏度、特异性高的性能优势。

技术领域

本发明涉及生物医用材料领域，具体涉及一种用于膀胱癌蛋白多元分析的磁性结构色水凝胶微载体制备方法及应用。

背景技术

膀胱癌是泌尿系统最常见的恶性肿瘤，目前在全球范围内其发病率及病死率居常见肿瘤的前列，严重威胁生命健康。膀胱癌具有明显的多中心发生特点且复发普遍。因此，有效的早期诊断和预后监测方法对膀胱癌的诊断和治疗具有重要意义。其中，检测肿瘤蛋白标志物的方法具有预测肿瘤进展，评估肿瘤恶性程度的潜力。

目前，临床实验室常用的肿瘤蛋白标志物定量测定方法包括酶联免疫分析法、电化学发光法等。然而，这些诊断技术存在的共同缺点是单次检测仅针对单个生物标志物且检测成本高，通量低，难以满足临床诊疗的需求。现有多路分析技术如传统的固相芯片及微阵列，通过将探针分子固定在平面基底上，根据其排列位置进行编码，亦存在空间位阻大，易交叉污染，重复性差等缺陷。

为解决上述问题，用作微编码载体的光子晶体微载体被开发出来。光子晶体的周期性有序纳米结构可产生光子带隙效应，从而呈现明亮的结构色，其特征性反射峰用于多元分析的编码元素。其优良的光谱学特征，在生物多元编码中具有良好的稳定性，同时又具有液相编码的灵活度高的优势。

发明内容

本发明的目在于解决传统固相芯片空间位阻大、易造成交叉污染、重复性较差的缺点，提供一种用于膀胱癌蛋白多元分析的磁性结构色水凝胶微载体制备方法及应用，以光子晶体微载体为模板构建反蛋白石支架，配制含有磁性纳米粒子的预凝胶并灌注于反蛋白石支架的连通孔隙中以制备磁性结构色水凝胶微载体。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种用于膀胱癌蛋白多元分析的磁性结构色水凝胶微载体制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：以单分散二氧化硅纳米颗粒悬浮液为内相，以二甲基氟化硅油为外相，将所述外相和内相注入至微流控装置的相应通道中，经微流控装置的输出通道，收集在容器中，经固化结晶形成二氧化硅光子晶体微球；然后将二氧化硅光子晶体微球收集于坩埚中，用正己烷对微球进行多次清洗，清洗完毕后将正己烷完全吸除，将坩埚放置于马弗炉内进行高温处理，得到编码微载体模板；

S2：将步骤S1制备的编码微载体模板浸于乙二醇二甲基丙烯酸的溶液中，经光聚合固化、剥离、腐蚀得到具有反蛋白石结构的微球；

S3：配置混合有磁性纳米粒子的功能性预凝胶，灌注至步骤S2制备的具有反蛋白石结构的微球中，经光聚合后得到磁性结构色水凝胶微载体，所述磁性结构色水凝胶微载体集合光子晶体编码与定向磁控效应于一体，实现生物分子编码及多元分析。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述步骤S1中，外相和内相在微流控装置相应通道中的流速分别为3.0 mL/h和1.5 mL/h。

上述步骤S1中，所述单分散二氧化硅纳米颗粒悬浮液中二氧化硅纳米颗粒的浓度为20m/v%；其中，二氧化硅纳米颗粒的粒径包括215nm，237nm和247nm中的任一种，二氧化硅纳米颗粒分散在乙醇中。根据单分散二氧化硅纳米颗粒的粒径，通过布拉格衍射方程可以计算出制备得到的光子晶体微球的反射峰波长。