[发明专利]核壳结构磁性荧光微球及其制备方法

说明书

本发明公开了一种核壳结构磁性荧光微球及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤：(1)在磁核表面形成SiO₂壳层；(2)采用含不饱和双键的硅烷偶联剂对所述SiO₂壳层的表面进行修饰；(3)通过自由基聚合的方式在修饰后的磁核表面聚合生成低交联聚合物壳层；(4)在有机溶剂中，将单分散量子点或荧光染料通过溶胀法载入到所述低交联聚合物壳层中，即得到所述核壳结构磁性荧光微球。本发明制备的核壳结构磁性荧光微球，兼具磁响应性和荧光性，且磁性部分和荧光部分通过中间的SiO₂壳层隔离开来，最大程度降低了磁性颗粒对荧光的淬灭作用。同时荧光部分包埋于聚合物壳层中，提高了荧光信号的稳定性。

技术领域

本发明涉及有机/无机复合微球合成技术领域，具体涉及一种核壳结构磁性荧光微球及其制备方法。

背景技术

磁性微球一般是将无机磁性纳米颗粒与有机高分子复合得到，它兼具磁性纳米颗粒的磁特性和有机高分子的表面功能性，其应用范围覆盖了生物医学领域的多个方面，包括核酸提取、细胞分离、蛋白纯化、免疫分析等等。

荧光微球是通过将荧光染料或量子点等通过包埋于聚合物微球内部或是通过化学偶联固定于聚合物微球表面而得到。通过对荧光染料种类、浓度等的调整可制备得到多种不同荧光特性的微球，后续再偶联不同的生物探针，从而可一次检测多个指标，即流式荧光技术。流式荧光技术以其高通量、高灵敏度、高效、重现性好等特点在肿瘤标志物检测、HPV分型、自身免疫疾病检测等多因子检测中得到广泛应用。

磁性荧光复合微球综合了磁响应性、荧光特性以及聚合物微球的功能性，是近年来研究的热点。专利CN201410575766.2通过将油溶性的荧光纳米粒和超顺磁性纳米粒用羟乙基淀粉包裹，从而形成一种水溶性的荧光-磁性双标记微球。该微球具有良好的水溶性和生物标记活性，但这种一步法得到的磁性荧光复合微球均一性较差，在后续应用中存在分析检测重现性差的问题。专利CN02139365.5在高分子微球合成时引入磁性纳米粒子制备出磁性微球，之后掺入荧光染料，从而得到磁性荧光复合微球。该方法存在所制备得到的磁性微球均一性差的问题，同时还存在磁性纳米粒子对荧光染料的淬灭影响。专利CN201110295605.4首先在磁性颗粒表面包二氧化硅壳层，之后再吸附荧光物质，最后进行氧化硅壳层修饰以防止微球团聚和荧光物质外泄。该方法通过多孔二氧化硅壳层吸附荧光物质，由于二氧化硅壳层的多孔性呈现随机性，因此荧光物质在微球中的分散具有随机性和不可控性，所以也难以得到荧光信号重现性好的复合微球。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种核壳结构的磁性荧光微球，该核壳结构磁性荧光微球兼具磁响应性和荧光性，且磁性部分和荧光部分通过中间的SiO₂壳层隔离开来，最大程度降低了磁性颗粒对荧光的淬灭作用。同时荧光部分包埋于聚合物壳层中，提高了荧光信号的稳定性。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

第一方面，本发明提供了一种核壳结构磁性荧光微球的制备方法，包括以下步骤：

(1)在磁核表面形成SiO₂壳层；

(2)采用含不饱和双键的硅烷偶联剂对所述SiO₂壳层的表面进行修饰；

(3)通过自由基聚合的方式在修饰后的磁核表面聚合生成低交联聚合物壳层；

(4)在有机溶剂中，将单分散量子点或荧光染料通过溶胀法载入到所述低交联聚合物壳层中，即得到所述核壳结构磁性荧光微球。

进一步地，步骤(1)中，所述磁核为氧化铁磁性颗粒或其他金属铁氧体磁性颗粒，例如Co、Ni、Mn、Zn等金属的铁氧体磁性颗粒。其中，所述氧化铁磁性颗粒包括但不限于Fe₂O₃颗粒、Fe₃O₄颗粒。所述磁核的尺寸优选为20～600nm。